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

ЕГЭ Математика (профиль)Задание 19Числа и их свойства

Для действительного числа x обозначим через [x] наибольшее целое число, не превосходящее x. Например,  левая квадратная скобка дробь: числитель: 11, знаменатель: 4 конец дроби правая квадратная скобка =2, так как 2 меньше или равно дробь: числитель: 11, знаменатель: 4 конец дроби меньше 3.

а)  Существует ли такое натуральное число n, что  левая квадратная скобка дробь: числитель: n, знаменатель: 2 конец дроби правая квадратная скобка плюс левая квадратная скобка дробь: числитель: n, знаменатель: 4 конец дроби правая квадратная скобка плюс левая квадратная скобка дробь: числитель: n, знаменатель: 7 конец дроби правая квадратная скобка =n ?

б)  Существует ли такое натуральное число n, что  левая квадратная скобка дробь: числитель: n, знаменатель: 2 конец дроби правая квадратная скобка плюс левая квадратная скобка дробь: числитель: n, знаменатель: 3 конец дроби правая квадратная скобка плюс левая квадратная скобка дробь: числитель: n, знаменатель: 4 конец дроби правая квадратная скобка =n плюс 2 ?

в)  Сколько существует различных натуральных n, для которых  левая квадратная скобка дробь: числитель: n, знаменатель: 2 конец дроби правая квадратная скобка плюс левая квадратная скобка дробь: числитель: n, знаменатель: 3 конец дроби правая квадратная скобка плюс левая квадратная скобка дробь: числитель: n, знаменатель: 9 конец дроби правая квадратная скобка плюс левая квадратная скобка дробь: числитель: n, знаменатель: 17 конец дроби правая квадратная скобка =n плюс 1945 ?

В подтеме 215 задач
Разбор
Главная идея: Использовать неравенство [x]≤x[x]\le x для оценки суммы и свойство [a+x]=a+[x][a+x]=a+[x] для сведения задачи к остатку по модулю НОК знаменателей.

Общее свойство: для любого целого aa и действительного xx верно [a+x]=a+[x][a+x]=a+[x] — целую часть можно "вынести" за скобку целого слагаемого. Также всегда [x]≤x[x]\le x.

а) Используем [x]≤x[x]\le x: [n2]+[n4]+[n7]≤n2+n4+n7=25n28<n.[\frac n2]+[\frac n4]+[\frac n7]\le \frac n2+\frac n4+\frac n7=\frac{25n}{28}<n. Сумма всегда строго меньше nn, значит равенство =n=n невозможно ни для какого натурального nn.

б) Достаточно подобрать пример. При n=24n=24: [242]+[243]+[244]=12+8+6=26=24+2.[\frac{24}{2}]+[\frac{24}{3}]+[\frac{24}{4}]=12+8+6=26=24+2. Равенство выполняется, значит такое nn существует.

в) НОК чисел 2,3,9,172,3,9,17 равно 306306. Представим n=306k+tn=306k+t, где 0≤t≤3050\le t\le305, k≥0k\ge0 целое. Так как 306,153,102,34,18306,153,102,34,18 делятся на соответствующие знаменатели, по свойству вынесения целой части: [n2]+[n3]+[n9]+[n17]=307k+([t2]+[t3]+[t9]+[t17]).[\frac n2]+[\frac n3]+[\frac n9]+[\frac n{17}]=307k+\Big([\tfrac t2]+[\tfrac t3]+[\tfrac t9]+[\tfrac t{17}]\Big). Уравнение принимает вид 307k+S(t)=306k+t+1945307k+S(t)=306k+t+1945, то есть k=t+1945−S(t),S(t)=[t2]+[t3]+[t9]+[t17].k=t+1945-S(t),\quad S(t)=[\tfrac t2]+[\tfrac t3]+[\tfrac t9]+[\tfrac t{17}]. Поскольку S(t)≤t(12+13+19+117)<4t≤4⋅305S(t)\le t(\tfrac12+\tfrac13+\tfrac19+\tfrac1{17})<4t\le4\cdot305, выражение t+1945−S(t)>1945−4⋅306>0t+1945-S(t)>1945-4\cdot306>0, и это целое неотрицательное число — единственное подходящее kk для каждого tt. Так как tt пробегает 306306 значений (00 до 305305), получаем ровно 306306 различных натуральных nn.

Типичные ошибки

  • Забывают, что [x]≤x[x]\le x строго меньше при нецелых xx, и делают неверные оценки суммы дробей.
  • Не используют свойство [a+x]=a+[x][a+x]=a+[x], из-за чего не удаётся разложить nn по модулю НОК и посчитать количество решений.
  • Ошибочно считают, что для каждого tt может быть несколько или ноль подходящих kk, не проверяя единственность и целостность решения.
Непонятно?

Похожие задачи