Задание 19 ЕГЭ, математика (профиль): Числа и их свойства

ЕГЭ Математика (профиль)Задание 19Числа и их свойства

Составим две последовательности натуральных чисел {an} и {bn}:

a1  =  1, a_n= дробь: числитель: n, знаменатель: p конец дроби (n > 1), где p  — наименьший простой делитель числа n;

b1  =  1, bn (n > 1)  — количество таких чисел m, для которых am  =  n. Оно показывает, сколько раз число n встречается в последовательности {an}.

а)  Найдите b187.

б)   Для каких чисел n > 1 и m > 1 выполняется равенство bn  =  bm?

в)  Чему равно bm, если m=8n в кубе плюс 12n в квадрате минус 2n минус 3?

В подтеме 215 задач
Разбор
Главная идея: Число bnb_n равно количеству простых чисел, не превосходящих наименьший простой делитель числа nn, потому что anp=na_{np}=n выполняется ровно при p≤qp\le q, где qq — наименьший простой делитель nn.

Общее наблюдение. Если qq — наименьший простой делитель числа nn, то an=n/qa_n=n/q. Значит уравнение am=na_m=n равносильно m=npm=np, где pp — наименьший простой делитель самого числа m=npm=np. Это возможно только если p≤qp\le q: тогда среди множителей nn и добавленного pp самым маленьким простым будет именно pp. Если же p>qp>q, наименьшим делителем npnp окажется qq, а не pp, и равенство am=na_m=n не выполнится. Значит bnb_n — это количество простых чисел p≤qp\le q, то есть число простых, не превосходящих наименьший простой делитель nn.

а) Ищем b187b_{187}. Раскладываем 187=11⋅17187=11\cdot17. Подходящие m=187pm=187p, причём p≤11p\le 11 (наименьший простой делитель числа 187187). Простые p≤11p\le11: 2,3,5,7,112,3,5,7,11 — всего 5 штук. Значит b187=5b_{187}=5.

б) По общему наблюдению bnb_n зависит только от наименьшего простого делителя nn: это количество простых чисел, не превышающих этот делитель. Поэтому bn=bmb_n=b_m тогда и только тогда, когда наименьшие простые делители nn и mm совпадают.

в) Раскладываем m=8n3+12n2−2n−3=(2n+3)(4n2−1)=(2n+3)(2n+1)(2n−1)m=8n^3+12n^2-2n-3=(2n+3)(4n^2-1)=(2n+3)(2n+1)(2n-1) — произведение трёх последовательных нечётных чисел. Оно нечётно, значит 2∤m2\nmid m. Среди трёх последовательных нечётных чисел одно всегда делится на 3 (как и среди любых трёх последовательных натуральных). Значит наименьший простой делитель mm равен 3. Тогда bmb_m — количество простых p≤3p\le3, то есть p=2,3p=2,3, и bm=2b_m=2.

Типичные ошибки

  • Не учитывают условие p≤qp\le q и считают, что подходит любое простое pp, из-за чего неверно считают количество решений.
  • Ошибочно полагают, что среди трёх последовательных нечётных чисел не обязательно есть кратное 3.
  • Путают, чему равен наименьший простой делитель составного выражения, не проверяя чётность/делимость на 3 отдельно.
Непонятно?

Похожие задачи