ГлавнаяЕГЭ Математика (профиль)Задание 19Последовательности и прогрессии

Задание 19: последовательности и прогрессии в числах и их свойствах

Задачи (66)

Ответы кратко — все задачи подтемы
№УсловиеОтвет
501512Даны n различных натуральных чисел, составляющих арифметическую прогрессию (n ≥ 3). а) Мож…а) да; б) 41; в) 3, 6
502079Каждое из чисел a1, a2, …, a350 равно 1, 2, 3 или 4. Обозначим S_1 = a_1 + a_2 + a_3 + \ld…а) 11 285; б) нет; в) 905 или 917
505723Даны две последовательности: 2, 4, 8, 16, 14, 10, 2 и 3, 6, 12. В каждой из них каждое чис…а) удвоенная сумма цифр; б) 18
505977Рассматривается последовательность 1, 1/⁠2, 1/⁠3, 1/⁠4, 1/⁠5, 1/⁠6, 1/⁠7, …а) Существует л…а) да; б) нет; в) да
507226Можно ли привести пример пяти различных натуральных чисел, произведение которых равно 792 …а) нет; б) нет; в) да
507513Возрастающая конечная арифметическая прогрессия состоит из различных целых неотрицательных…а) 1, 2, 3; б) нет; в) 8
507588Возрастающая конечная арифметическая прогрессия состоит из различных целых неотрицательных…а) 2, 3; б) нет; в) 8
509428Даны n различных натуральных чисел, составляющих арифметическую прогрессию (n ≥ 3).а) Може…а) да; б) 41; в) 5 и 10
689021Даны n различных натуральных чисел, составляющих арифметическую прогрессию (n ≥ 3). а) Мож…а) нет; б) 31; в) 3, 6
509932Последовательность a1, a2, ..., an, ... состоит из натуральных чисел, причём a_n + 2 = a_n…а) да; б) нет; в) при n = 5
512876а) Существует ли конечная арифметическая прогрессия, состоящая из пяти натуральных чисел, …а) нет; б) 2, 3, 4, 5, 6, 7; в) 12
502119Даны n различных натуральных чисел, составляющих арифметическую прогрессию (n\geqslant3). …а) да; б) 44; в) 3, 6
505245Целое число S является суммой не менее трех последовательных членов непостоянной арифметич…а) да; б) нет; в) любые целые значения, кроме −1 и 1
485960В возрастающей последовательности натуральных чисел каждые три последовательных члена обра…а) нет; б) нет; в) да
500217Число S таково, что для любого представления S в виде суммы положительных слагаемых, каждо…а) нет; б) нет; в) 37,05
485958Можно ли привести пример пяти различных натуральных чисел, произведение которых равно 1512…а) нет; б) нет; в) да
505539Все члены конечной последовательности являются натуральными числами. Каждый член этой посл…а) нет; б) да; в) 549
513433Бесконечная арифметическая прогрессия a1, a2, ..., an, ... состоит из различных натуральны…а) да, например прогрессия 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350,
562763В последовательности из 80 целых чисел каждое число (кроме первого и последнего) больше ср…а) нет; б) нет; в) 39
562813Последовательность a_1, a_2,..., a_n (n ≥ 3) состоит из натуральных чисел, причём каждый ч…а) да; б) да; в) 16
514525Последовательность a_1, a_2, \ldots, a_n (n ≥ 3) состоит из натуральных чисел, причём кажд…а) да; б) да; в) 70
514608На доске написано 30 чисел: десять «5», десять «4» и десять «3». Эти числа разбивают на дв…а) например, в первой группе все «5», во второй — все «3» и
514615На доске написано 24 числа: восемь «5», восемь «4» и восемь «3». Эти числа разбивают на дв…а) например, в первой группе все «5», во второй — все «3» и
514629Последовательность a_1,a_2,...,a_7 состоит из неотрицательных однозначных чисел. Пусть Mk …а) например, 6, 0, 3, 1, 1, 1, 0; б) нет; в) 2,5
515692Конечная последовательность a_1,a_2, \ldots, a_n состоит из n\geqslant3 не обязательно раз…а) да; б) нет; в) 84
515730Конечная возрастающая последовательность a_1,a_2,...,a_n состоит из n\geqslant3 натуральны…а) 9, 18, 24, 28; б) нет; в) 2
515831Возрастающая конечная арифметическая прогрессия состоит из различных целых неотрицательных…а) 1, 2, 3; б) нет; в) 8
516280Конечная возрастающая последовательность a_1, a_2,..., a_n состоит из n ≥ 3 различных нату…а) например, последовательность 1, 82, 109, 118, 121; б) нет
516337Возрастающие арифметические прогрессии a_1, a_2,..., a_n,... и b_1, b_2,..., b_n,... состо…а) да, например 1,3,5,... и 1,4,7,... соответственно; б) нет
517778Последовательность a_1, a_2,..., a_6 состоит из неотрицательных однозначных чисел. Пусть M…а) например, 4, 9, 7, 7, 7, 5; б) нет; в) 5,2
519387На полиграфической фабрике страницы тетради пронумерованы числами от 1 до 96. На случайной…а) 48; б) 1; в) 28
519408В последовательности a1, a2,..., an−1, an, состоящей из целых чисел, a1 = 1, an = 235. Сум…а) например, 1, 2, 3, 0, 5, −2, 7, −4, …, 233, −230, 235; б)
520501Последовательность a1, a2, ..., an, ... состоит из натуральных чисел, причем an+2 = an+1 +…а) да; б) нет; в) при n=5.
525029Бесконечная арифметическая прогрессия a1, a2, ..., an, ... состоит из различных натуральны…а) да, например прогрессия 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350,
525123Вася и Петя решали задачи из сборника, и они оба решили все задачи этого сборника. Каждый …а) да; б) нет; в) 84
525144Вася и Петя решали задачи из сборника, причем каждый следующий день Вася решал на одну зад…а) да; б) нет; в) 14
525246Вася и Петя решают задачи из сборника. Они начали решать задачи в один и тот же день, и ре…а) да; б) да; в) 72
526019Готовясь к экзамену, Вася и Петя решали задачи из сборника, и каждый из них решил все зада…а) да; б) нет; в) 72
526221Последовательность натуральных чисел (an) состоит из 400 членов. Каждый член последователь…а) да; б) 9777; в) 112
548389На доске написано n единиц, между некоторыми из которых поставили знаки + и посчитали сумм…а) да; б) нет; в) 150, 141, 132, 123, 114, 105, 96, 87, 78,
548408На доске написано несколько различных натуральных чисел, которые делятся на 3 и оканчивают…а) да; б) нет; в) 9. а) да; б) нет; в) 9. а) да; б) нет; в)
556702Конечная последовательность a_1,a_2,...,a_n состоит из n\geqslant3 необязательно различных…а) например, подходит последовательность 2, 4, 5, 5, 4; б) н
561735На доске разрешается написать n таких ненулевых целых чисел a1, a2, ..., an, для которых п…а) нет; б) да; в) 187
520664Пусть S(n) и K(n) обозначают сумму всех цифр и сумму квадратов всех цифр натурального числ…а) да; б) нет; в) 19 999 999 999
562699Последовательность a1, a2, ..., an, ... состоит из натуральных чисел, причем a1 > 4 и an +…а) да; б) нет; в) 3
563922Первый член конечной геометрической прогрессии, состоящей из трехзначных натуральных чисел…а) да; б) нет; в) 918
622383Рассматриваются непостоянные бесконечные арифметические прогрессии a1, a2, ..., an, ..., с…а) да; б) нет; в) 1, 2, 5, 10, 25
634238Конечная возрастающая последовательность a1, a2, ... an состоит из n ≥ 3 различных натурал…а) 1, 217, 253, 259, 260; б) не может; в) a1 = 5
634879Обозначим через s(n) сумму цифр числа n, а через a(n) — сумму квадратов цифр числа n.а) Мо…а) нет; б) числа, запись которых состоит лишь из нулей и дев
635158Пусть {an} — последовательность натуральных чисел. Обозначим M_ < c (a_n) среднее арифмети…а) да; б) да; в) 12
637859а) Первый член геометрической прогрессии {bn} равен 5, и для всех членов выполняется услов…а) 5, 15, 25, ... или 5, 20, 35, ... ; б) номер члена которы
638907Последовательность {an} для всех натуральных n ≥ 1 состоит из натуральных чисел и обладает…а) (n + 1) 2 ^(n − 1); б) a_n=2c + 1, b_n=c + 1; в) 50
641938В бесконечной последовательности натуральных чисел {cn} числа, стоящие на нечетных местах,…а) нет; б) 2; в) 1
646487Бесконечная последовательность {an} натуральных чисел задана рекуррентно: a_1=1, a_n + 1= …а) 5; б) 1,7; в) 9
667684Бесконечная непостоянная арифметическая прогрессия { a_n } состоит из натуральных чисел. а…а) да; б) нет; в) 5799
670050а) При подготовке к ЕГЭ по математике Петя решил прорешать все задачи из сборника прошлого…а) 62; б) если a_1 = 2 ^k − 2, то 2, в противном случае x −
672856а) Из последовательности всех натуральных чисел вычеркнем все числа, делящиеся на 3. Какое…а) 1499; б) нет; в) 1
677080Натуральный ряд «удвоили», то есть каждое число записали дважды: 1, 1, 2, 2, 3, 3, ... . П…а) да; б) нет; в) 250 050
689293а) Существует ли возрастающая геометрическая прогрессия, состоящая из трех трехзначных нат…а) да; б) a = 16, b = 61, c = 106, d = 45; в) 148, 481, 814
690249Бесконечная возрастающая арифметическая прогрессия {an} состоит из натуральных чисел.а) Мо…а) да; б) 43; в) нет
694569Последовательность n_1, n_2, \ldots, n_12, n_13 состоит из 13 различных натуральных чисел.…а) да; б) нет; в) целая часть: 12, дробная часть: числитель:

О чём эта подтема

Задание 19 в блоке «Числа и их свойства» проверяет умение работать с целыми числами через алгебраические конструкции — чаще всего через арифметическую прогрессию или через набор чисел, каждое из которых принимает одно из нескольких фиксированных значений (например, 1, 2, 3 или 4). Задача почти всегда состоит из трёх пунктов а), б), в) с нарастающей сложностью: сначала проверка конкретного факта (можно/нельзя, да/нет), затем поиск экстремального значения (наибольшее или наименьшее при ограничении), и в конце — полное описание множества всех возможных значений. Здесь не нужна сложная теория — нужна аккуратная работа с уравнениями, делимостью и системой ограничений на целые неотрицательные числа.

Что нужно знать

  • Сумма первых nn членов арифметической прогрессии: Sn=a1+an2⋅n=2a1+d(n−1)2⋅n.S_n=\frac{a_1+a_n}{2}\cdot n=\frac{2a_1+d(n-1)}{2}\cdot n.
  • Если прогрессия состоит из различных натуральных чисел, то a1≥1a_1\ge 1 — натуральное, а разность d≥1d\ge 1 — тоже натуральное число (не дробь и не ноль).
  • Минимальная возможная сумма при фиксированном nn достигается при a1=1, d=1a_1=1,\ d=1 (то есть числа 1,2,…,n1,2,\dots,n): Smin⁡(n)=n(n+1)2.S_{\min}(n)=\frac{n(n+1)}{2}. Этот факт часто нужен для задач на «наибольшее nn при условии S<MS<M».
  • Для поиска nn по заданной сумме удобно свести уравнение к виду n(2a1+d(n−1))=2S,n\bigl(2a_1+d(n-1)\bigr)=2S, а затем перебирать делители nn числа 2S2S, подставляя обратно и проверяя, что a1a_1 и dd получаются натуральными.
  • Для задач, где числа a1,…,aNa_1,\dots,a_N принимают лишь несколько фиксированных значений (например, 1, 2, 3, 4), ключевой приём — ввести переменные k1,k2,k3,k4k_1,k_2,k_3,k_4 — количество членов, равных каждому из значений. Тогда любая сумма степеней Sp=∑ai pS_p=\sum a_i^{\,p} выражается линейно через эти kik_i.
  • Нужно уверенно решать линейные диофантовы уравнения с двумя неизвестными: находить, при каких значениях параметра выражение становится целым, и проверять условие делимости.
  • Полезно понимать идею «крайних распределений»: при фиксированной сумме младшей степени экстремальные (наибольшие или наименьшие) значения старшей степенной суммы достигаются, когда переменные принимают крайние допустимые значения набора, а не «средние».

Как решать: метод и алгоритм

Для арифметической прогрессии.

  1. Запишите сумму через a1a_1, dd, nn: Sn=n(2a1+d(n−1))2S_n=\dfrac{n\bigl(2a_1+d(n-1)\bigr)}{2}.
  2. Преобразуйте условие в уравнение с целыми неизвестными, учитывая, что a1≥1a_1\ge1, d≥1d\ge1 — натуральные, n≥3n\ge3.
  3. Если ищете конкретный факт (пример, существование), подберите nn и проверьте, находятся ли натуральные a1,da_1,d.
  4. Если ищете наибольшее/наименьшее nn при ограничении на сумму, используйте оценку через минимальную сумму Smin⁡(n)=n(n+1)2S_{\min}(n)=\frac{n(n+1)}{2} и решите неравенство относительно nn.
  5. Если сумма зафиксирована точно, разложите 2S2S на множители и переберите все допустимые nn (делители), для каждого решая уравнение относительно a1,da_1, d.

Для сумм степеней ограниченного набора значений.

  1. Введите переменные k1,…,kmk_1,\dots,k_m — сколько раз встречается каждое из mm возможных значений.
  2. Составьте систему: ∑ki=n\sum k_i=n (общее число членов) и ∑kivi=S1\sum k_i v_i=S_1 (известная сумма первой степени).
  3. Так как неизвестных обычно больше числа уравнений, выразите «лишние» переменные (например, k1,k2k_1,k_2) через два свободных параметра t,st,s (например, t=k3t=k_3, s=k4s=k_4).
  4. Подставьте выражения в формулу искомой суммы (например, S4S_4) — получится линейная функция от t,st,s.
  5. Запишите условия неотрицательности всех ki≥0k_i\ge0 — это определит допустимую область значений t,st,s.
  6. Если спрашивают «может ли сумма равняться конкретному числу», сведите задачу к линейному диофантову уравнению относительно t,st,s, проверьте делимость и попадание решения в допустимую область.
  7. Если спрашивают «какие значения может принимать другая сумма», найдите все целочисленные точки допустимой области, удовлетворяющие дополнительному условию, и вычислите для каждой искомую сумму.

Разбор примера

Пример 1. Даны nn различных натуральных чисел, образующих арифметическую прогрессию (n≥3n\ge3).

а) Может ли сумма быть равна 14? Попробуем n=4n=4: S4=4a1+6d=2(2a1+3d)=14⇒2a1+3d=7S_4=4a_1+6d=2(2a_1+3d)=14\Rightarrow 2a_1+3d=7. При a1=2, d=1a_1=2,\ d=1 получаем 4+3=74+3=7 — верно. Числа: 2,3,4,52,3,4,5, их сумма 2+3+4+5=142+3+4+5=14. Значит, ответ — да.

б) Наибольшее nn, если сумма меньше 900. При фиксированном nn минимальная сумма достигается на прогрессии 1,2,…,n1,2,\dots,n: Smin⁡(n)=n(n+1)2S_{\min}(n)=\dfrac{n(n+1)}{2}. Чтобы существовала хоть одна подходящая прогрессия с суммой меньше 900, достаточно, чтобы Smin⁡(n)<900S_{\min}(n)<900: n(n+1)2<900 ⇒ n(n+1)<1800.\frac{n(n+1)}{2}<900\ \Rightarrow\ n(n+1)<1800. Проверим: n=41n=41: 41⋅42=1722<180041\cdot42=1722<1800, значит Smin⁡(41)=861<900S_{\min}(41)=861<900 — подходит. n=42n=42: 42⋅43=180642\cdot43=1806, Smin⁡(42)=903>900S_{\min}(42)=903>900 — не подходит ни при каком dd, так как это уже минимально возможная сумма. Ответ: наибольшее n=41n=41.

в) Все возможные nn, если сумма равна 123. Из формулы суммы: n(2a1+d(n−1))=246=2⋅3⋅41n\bigl(2a_1+d(n-1)\bigr)=246=2\cdot3\cdot41. Делители 246, не меньшие 3: 3,6,41,82,123,2463,6,41,82,123,246.

  • n=3n=3: 2a1+2d=82⇒a1+d=412a_1+2d=82\Rightarrow a_1+d=41 — решение есть, например a1=40,d=1a_1=40,d=1.
  • n=6n=6: 2a1+5d=412a_1+5d=41. При d=1d=1: a1=18a_1=18 — целое натуральное, подходит.
  • n=41n=41: 2a1+40d=62a_1+40d=6. Минимум при a1=1,d=1a_1=1,d=1 равен 42>642>6 — решений нет.
  • n=82,123,246n=82,123,246: правая часть ещё меньше, аналогично решений нет.

Ответ: n=3n=3 или n=6n=6.

Пример 2. Каждое из чисел a1,…,a350a_1,\dots,a_{350} равно 1, 2, 3 или 4. Обозначим S1,S2,S3,S4S_1,S_2,S_3,S_4 — суммы первых, вторых, третьих и четвёртых степеней. Дано S1=513S_1=513.

Введём k1,k2,k3,k4k_1,k_2,k_3,k_4 — количество чисел, равных 1, 2, 3, 4 соответственно. Тогда: k1+k2+k3+k4=350,k1+2k2+3k3+4k4=513.k_1+k_2+k_3+k_4=350,\qquad k_1+2k_2+3k_3+4k_4=513. Пусть t=k3, s=k4t=k_3,\ s=k_4 — свободные параметры. Вычитая уравнения, получаем: k2=163−2t−3s,k1=187+t+2s.k_2=163-2t-3s,\qquad k_1=187+t+2s. Все ki≥0k_i\ge0, откуда основное ограничение — 163−2t−3s≥0163-2t-3s\ge0, а t,s≥0t,s\ge0.

Выразим искомую сумму: S4=k1+16k2+81k3+256k4=2795+50t+210s.S_4=k_1+16k_2+81k_3+256k_4=2795+50t+210s.

а) Найти S4S_4, если S2=1097, S3=3243S_2=1097,\ S_3=3243. Эту же величину можно найти и напрямую по тождеству для четырёх точек x=1,2,3,4x=1,2,3,4: x4=10x3−35x2+50x−24x^4=10x^3-35x^2+50x-24 (полином, совпадающий с x4x^4 в этих точках). Тогда S4=10S3−35S2+50S1−24⋅350=10⋅3243−35⋅1097+50⋅513−8400=11285.S_4=10S_3-35S_2+50S_1-24\cdot350=10\cdot3243-35\cdot1097+50\cdot513-8400=11285. Ответ: S4=11285S_4=11285.

б) Может ли S4=4547S_4=4547? Из формулы S4=2795+50t+210sS_4=2795+50t+210s следует 50t+210s=175250t+210s=1752. Но 5050 и 210210 делятся на 10, значит левая часть всегда кратна 10, а 17521752 на 10 не делится (1752:10=175,21752:10=175{,}2). Уравнение решений в целых числах не имеет. Ответ: нет.

в) S4=4745S_4=4745 — найти все значения S2S_2. 50t+210s=1950⇒5t+21s=19550t+210s=1950\Rightarrow 5t+21s=195. Так как 21≡1(mod5)21\equiv1\pmod5, для целого tt нужно s≡0(mod5)s\equiv0\pmod5. Перебираем: s=0⇒t=39s=0\Rightarrow t=39; s=5⇒t=18s=5\Rightarrow t=18; s=10⇒t=−3s=10\Rightarrow t=-3 — не подходит. Проверяем неотрицательность k2=163−2t−3sk_2=163-2t-3s: при t=39,s=0t=39,s=0: k2=85≥0k_2=85\ge0; при t=18,s=5t=18,s=5: k2=112≥0k_2=112\ge0 — оба варианта допустимы.

Выразим S2=k1+4k2+9k3+16k4=839+2t+6sS_2=k_1+4k_2+9k_3+16k_4=839+2t+6s:

  • t=39,s=0t=39,s=0: S2=839+78=917S_2=839+78=917;
  • t=18,s=5t=18,s=5: S2=839+36+30=905S_2=839+36+30=905.

Ответ: S2=905S_2=905 или S2=917S_2=917.

Типичные ошибки

  • Забывают, что при различных натуральных числах в прогрессии разность dd обязана быть натуральным числом (d≥1d\ge1), а не любым положительным.
  • Не учитывают явное условие n≥3n\ge3 и рассматривают лишние случаи с n=1,2n=1,2.
  • При поиске наибольшего nn по ограничению на сумму путают минимальную возможную сумму с произвольной — забывают, что нужно взять именно прогрессию 1,2,…,n1,2,\dots,n для оценки.
  • В задачах с фиксированным набором значений пытаются подобрать конкретные числа aia_i вручную вместо введения переменных количества — это нереально при большом nn.
  • Забывают проверить неотрицательность всех переменных kik_i одновременно, а не только одной из них — из-за этого в ответ попадают «лишние» несуществующие случаи.
  • Ошибаются при определении условий делимости в диофантовом уравнении (например, неверно находят, для каких ss величина tt получается целым).
  • Не проверяют итоговый ответ подстановкой обратно в исходные условия (сумму, число элементов).

На что обратить внимание на экзамене

  • Всегда явно вводите переменные (количество элементов каждого типа или a1,d,na_1,d,n) и выписывайте систему уравнений — это облегчает проверку экспертом и снижает риск потерять баллы за обоснование.
  • Сразу фиксируйте все ограничения (натуральность, n≥3n\ge3, неотрицательность kik_i) — это сузит перебор и защитит от неверных «решений».
  • Для оценки экстремумов используйте крайние случаи: минимальную прогрессию 1,2,…,n1,2,\dots,n или крайние распределения переменных kik_i.
  • В пунктах б) и в) чаще всего работает связка «выразить искомую величину через 1–2 свободных параметра — наложить условие делимости — проверить попадание в допустимую область».
  • Проверяйте окончательные числовые ответы прямой подстановкой — это быстрый способ отловить арифметическую ошибку до сдачи работы.

Частые вопросы

Обязательно ли вводить переменные количества k1, k2, ... для задач с ограниченным набором значений?

Практически да. Без этого приёма перебрать все комбинации сотен чисел невозможно, а с переменными количества задача сводится к системе линейных уравнений и диофантову анализу, что решается за несколько шагов.

Как быстро понять, какое n брать при поиске делителей в уравнении суммы?

Разложите удвоенную сумму на простые множители и выпишите все делители, не меньшие минимального n из условия (обычно 3). Для каждого делителя n подставьте его в уравнение и проверьте, получаются ли натуральные a1 и d.

Почему минимальная сумма прогрессии из n различных натуральных чисел равна n(n+1)/2?

Потому что наименьшие возможные различные натуральные числа с разностью 1 — это 1,2,...,n, а их сумма по формуле арифметической прогрессии равна n(n+1)/2. Любая другая прогрессия с бОльшим a1 или d даёт сумму не меньше этой.

Как понять, что число не может быть суммой S4 в задачах со степенями?

Нужно выразить S4 через свободные параметры (например, 50t+210s) и проверить условие делимости: если оба коэффициента делятся на общее число, а искомая разность на него не делится, решений нет.

Что делать, если после подстановки k2 получается отрицательным?

Такой вариант параметров t, s не подходит и должен быть исключён из рассмотрения — условие неотрицательности всех k_i обязательное, без него ответ будет неверным.