Найти все натуральные числа n от 400 до 600 такие, что если перемножить все делители числа n (включая 1 и n), получим число n5.
Утверждается, что n удовлетворяет условию задачи, если и только если его разложение на простые множители имеет вид либо n = p9, либо n = p1p24. Действительно, для каждого j = 1, . . . , k1 имеется (k2 + 1) . . . (ks + 1) делителей числа n, содержащих p1 в степени j в разложении на простые множители: все эти делители имеют вид Следовательно, произведение всех делителей числа n содержит p1 в степени (k2 + 1) . . . (ks + 1)(1 + . . . + k1) = 1/2(k1 + 1) . . . (ks + 1)k1. Условие, что произведение всех делителей равно n5, эквивалентно утверждению, что каждое pj входит в их произведение в степени 5kj, и, тем самым, предыдущее выражение равно 5k1. Другими словами, 1/2(k1 + 1) . . . (ks + 1) = 5. С другой стороны, Отсюда следует, что Пусть s = 2. Тогда одно из kj, скажем, k1 равно 1, а тогда k2 = 4 (простота числа 5). В случае, когда s = 1, k1 = k, получаем уравнение 1/2(k + 1) = 5, то есть k = 9. Итак, все числа удовлетворяющие условию задачи, имеют разложение на простые множители вида либо n = p1p24, либо n = p9; p1, p2, p > 1. Перечислим те из них, которые лежат между 400 и 600.
а) Числа n = p1p24. Имеем тем самым, Итак, Следовательно, а значит,
Выписывая всевозможные произведения n = p1p24, лежащие в промежутке от 400 до 600, с вышеуказанными p1 и p2, получаем:
б) Единственное n = p9, лежащее между 400 и 600, есть 512 = 29. Итого получаем список всех возможных чисел n:
Ответ: 405, 464, 496, 512, 567, 592.