сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

Для каких на­ту­раль­ных n верно сле­ду­ю­щее утвер­жде­ние: для про­из­воль­но­го мно­го­чле­на P сте­пе­ни n с це­лы­ми ко­эф­фи­ци­ен­та­ми най­дут­ся такие раз­лич­ные на­ту­раль­ные a и b, для ко­то­рых P левая круг­лая скоб­ка a пра­вая круг­лая скоб­ка плюс P левая круг­лая скоб­ка b пра­вая круг­лая скоб­ка де­лит­ся на a + b?

 

(Г. Жуков)

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Нечётные n не под­хо­дят. В самом деле, рас­смот­рим мно­го­член P левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =x в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка n пра­вая круг­лая скоб­ка плюс 1 и раз­лич­ные на­ту­раль­ные a, b . Так как n нечётно, a в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка n пра­вая круг­лая скоб­ка плюс b в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка n пра­вая круг­лая скоб­ка де­лит­ся на a плюс b, а тогда

P левая круг­лая скоб­ка a пра­вая круг­лая скоб­ка плюс P левая круг­лая скоб­ка b пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка a в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка n пра­вая круг­лая скоб­ка плюс b в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка n пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка плюс 2

не де­лит­ся, по­сколь­ку a плюс b боль­ше 2

Оста­лось до­ка­зать, что все чётные n под­хо­дят. Рас­смот­рим про­из­воль­ный мно­го­член P левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка сте­пе­ни n. Пред­ста­вим его в виде суммы P левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =P_0 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка плюс P_1 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка , где в P_0 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка все мо­но­мы чётной сте­пе­ни, в в P_1 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка   — нечётной. За­ме­тим, что при всех на­ту­раль­ных a, b сумма P_1 левая круг­лая скоб­ка a пра­вая круг­лая скоб­ка плюс P_1 левая круг­лая скоб­ка b пра­вая круг­лая скоб­ка де­лит­ся на a плюс b. До­ка­жем, что най­дут­ся такие a, b, что и P_0 левая круг­лая скоб­ка a пра­вая круг­лая скоб­ка плюс P_0 левая круг­лая скоб­ка b пра­вая круг­лая скоб­ка де­лит­ся на a плюс b. За­ме­тим, что сте­пень P_0 равна n.

Рас­смот­рим слу­чай, когда стар­ший ко­эф­фи­ци­ент P_0 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка по­ло­жи­те­лен (в слу­чае от­ри­ца­тель­но­го стар­ше­го ко­эф­фи­ци­ен­та про­ведём даль­ней­шее до­ка­за­тель­ство для мно­го­чле­на  минус P_0 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка . Так как n боль­ше 1, то найдётся такое на­ту­раль­ное m, что P_0 левая круг­лая скоб­ка m пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше 2 m . До­ка­жем, что a=m, b=P_0 левая круг­лая скоб­ка m пра­вая круг­лая скоб­ка минус m под­хо­дят. В силу вы­бо­ра m, они обе на­ту­раль­ные, причём b боль­ше a. Далее, по мо­ду­лю a плюс b=P_0 левая круг­лая скоб­ка m пра­вая круг­лая скоб­ка вы­пол­ня­ют­ся срав­не­ния P_0 левая круг­лая скоб­ка a пра­вая круг­лая скоб­ка =P_0 левая круг­лая скоб­ка m пра­вая круг­лая скоб­ка \equiv 0 (оче­вид­но) и

P_0 левая круг­лая скоб­ка b пра­вая круг­лая скоб­ка =P_0 левая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка b плюс a пра­вая круг­лая скоб­ка минус a пра­вая круг­лая скоб­ка \equiv P_0 левая круг­лая скоб­ка минус a пра­вая круг­лая скоб­ка =P_0 левая круг­лая скоб­ка m пра­вая круг­лая скоб­ка \equiv 0

(в силу чётно­сти мно­го­чле­на P_0 пра­вая круг­лая скоб­ка . Зна­чит, P_0 левая круг­лая скоб­ка a пра­вая круг­лая скоб­ка плюс P_0 левая круг­лая скоб­ка b пра­вая круг­лая скоб­ка \equiv 0  левая круг­лая скоб­ка \bmod a плюс b пра­вая круг­лая скоб­ка , что и тре­бо­ва­лось.

За­ме­ча­ние. В слу­чае чётного п можно про­де­лать по­доб­ное рас­суж­де­ние и без раз­би­е­ния на чётную и нечётную ком­по­нен­ты. По­сколь­ку сте­пень мно­го­чле­на P левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка плюс P левая круг­лая скоб­ка минус x пра­вая круг­лая скоб­ка равна n боль­ше 1, су­ще­ству­ет такое на­ту­раль­ное m, что P левая круг­лая скоб­ка m пра­вая круг­лая скоб­ка плюс P левая круг­лая скоб­ка минус m пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше 2 m . Тогда по­дой­дут числа a=m, b=P левая круг­лая скоб­ка m пра­вая круг­лая скоб­ка плюс P левая круг­лая скоб­ка минус m пра­вая круг­лая скоб­ка минус m . Дей­стви­тель­но, тогда b боль­ше a боль­ше 0, и по мо­ду­лю a плюс b=P левая круг­лая скоб­ка m пра­вая круг­лая скоб­ка плюс P левая круг­лая скоб­ка минус m пра­вая круг­лая скоб­ка верно срав­не­ние

P левая круг­лая скоб­ка a пра­вая круг­лая скоб­ка плюс P левая круг­лая скоб­ка b пра­вая круг­лая скоб­ка \equiv P левая круг­лая скоб­ка a пра­вая круг­лая скоб­ка плюс P левая круг­лая скоб­ка минус a пра­вая круг­лая скоб­ка =P левая круг­лая скоб­ка m пра­вая круг­лая скоб­ка плюс P левая круг­лая скоб­ка минус m пра­вая круг­лая скоб­ка \equiv 0 .

 

Ответ: при всех чётных n.