сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

Най­ди­те сумму на­ту­раль­ных чисел от 1 до 3000 вклю­чи­тель­но, име­ю­щих с чис­лом 3000 общие де­ли­те­ли, боль­шие 1.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Вы­ра­зим 3000=2 в кубе умно­жить на 3 умно­жить на 5 в кубе , то есть нас ин­те­ре­су­ют числа, де­ля­щи­е­ся на 2, 3 или 5 . Найдём сна­ча­ла ко­ли­че­ство таких чисел. Для этого вос­поль­зу­ем­ся прин­ци­пом вклю­че­ний и ис­клю­че­ний. Чётных чисел от 1 до 3000 ровно  дробь: чис­ли­тель: 3000, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби =1500, крат­ных трём  минус дробь: чис­ли­тель: 3000, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби =1000, крат­ных пяти  минус дробь: чис­ли­тель: 3000, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби =600. Од­на­ко, если про­сто сло­жить числа 1500,1000 и 600 , мы по­счи­та­ем не­ко­то­рые числа 2 раза, а имен­но, числа, де­ля­щи­е­ся на 2 умно­жить на 3=6,2 умно­жить на 5=10 и 3 умно­жить на 5=15, по­это­му из по­лу­чен­ной суммы надо вы­честь

 дробь: чис­ли­тель: 3000, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби = 500, дробь: чис­ли­тель: 3000, зна­ме­на­тель: 10 конец дроби =300 и  дробь: чис­ли­тель: 3000, зна­ме­на­тель: 15 конец дроби =200.

Од­на­ко,

1500 плюс 1000 плюс 600 минус 500 минус 300 минус 200=2100

всё ещё не­пра­виль­ный ответ, по­сколь­ку в этом вы­ра­же­ние числа, име­ю­щие все три про­стых мно­жи­те­ля, сна­ча­ла счи­та­ют­ся три раза, а потом их ко­ли­че­ство вы­чи­та­ет­ся опять же три раза, по­это­му надо снова до­ба­вить эти числа. Ко­ли­че­ство таких чисел

 минус дробь: чис­ли­тель: 3000, зна­ме­на­тель: 2 умно­жить на 3 умно­жить на 5 конец дроби =100,

зна­чит, ко­ли­че­ство чисел, име­ю­щих с 3000 общие де­ли­те­ли и не пре­вос­хо­дя­щих его, это 2200.

За­ме­тим те­перь, что если какое-то число x имеет с чис­лом N общие де­ли­те­ли, то число N минус x тоже имеет с N те же самые общие де­ли­те­ли. Зна­чит, все ин­те­ре­су­ю­щие нас числа, кроме чисел 1500 и 3000 , раз­би­ва­ют­ся на пары с сум­мой 3000 (числу 3000 в пару при­ш­лось бы со­по­ста­вить 0, а числу 1500  — само себя). Таких пар по­лу­ча­ет­ся 1099 , по­это­му ито­го­вый ответ

1099 умно­жить на 3000 плюс 3000 плюс 1500=1100 умно­жить на 3000 плюс 1500=3301500.

За­ме­ча­ние: числа, мень­шие 3000 и вза­им­но про­стые с ним раз­би­ва­ют­ся на пары таким же об­ра­зом, по­это­му участ­ни­ки, зна­ко­мые с функ­ци­ей Эй­ле­ра, могли по­лу­чить фор­му­лу для от­ве­та в виде

 дробь: чис­ли­тель: N левая круг­лая скоб­ка N плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка минус N умно­жить на \varphi левая круг­лая скоб­ка N пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

Ответ: 3301500.