«Квант» — научно-популярный физико-математический журнал (издаётся с 1970 года)
Старый сайт журнала: kvant.ras.ru

Задача М1350

Условие задачи (1992, № 6) Задача М1350 // Квант. — 1992. — № 6. — Стр. 23; 1992. — № 12. — Стр. 29.

Пусть $n$‍‍ и $b$‍‍ — натуральные числа. Через $V(n;b)$‍‍ обозначим число разложений $n$‍‍ в произведение (одного или нескольких) сомножителей, каждый из которых больше $b$‍‍ (например: $36=6\cdot6=4\cdot9=3\cdot3\cdot4=3\cdot12$‍,‍ так что $V(36;2)=5$‍).‍ Докажите, что $V(n;b)\lt\dfrac nb$‍.

Н. Б. Васильев

Турнир городов


Изображения страниц

Решение задачи (1992, № 12) Задача М1350 // Квант. — 1992. — № 6. — Стр. 23; 1992. — № 12. — Стр. 29.

При $n=1$‍‍ утверждение верно: $b\ge1$‍,$V(1,b)=0\lt\dfrac1b$‍.‍ При произвольном $n$‍‍ утверждение верно для любого $b\ge n$‍:$V(n,b)=0\lt\dfrac nb$‍.

Докажем наше утверждение для произвольного $n=k$‍‍ и произвольного $b=i$‍,‍ предполагая, что оно справедливо при всех $n\lt k$‍‍ (при любых $b$‍),‍ а при $n=k$‍‍ оно справедливо при всех $b\gt i$‍.‍ Это — вариант доказательства методом математической индукции (по $n$‍‍ — как обычно, начиная с $n=1$‍‍ и двигаясь «вверх», по $b$‍‍ — при каждом $n$‍,‍ начиная с $b=n$‍‍ и двигаясь «вниз»).

Среди разложений $k$‍‍ на сомножители, каждый из которых больше $i$‍,‍ рассмотрим разложения на сомножители, каждый из которых больше $i+1$‍;‍ таких разложений, по предположению индукции, меньше, чем $\dfrac k{i+1}$‍.‍ Если $n$‍‍ не делится на $i+1$‍,‍ то этим всё и ограничивается: $$ V(k,i)=V(k,i+1)\lt\dfrac k{i+1}\lt\dfrac ki. $$

Если же $k$‍‍ делится на $i+1$‍,‍ то появляются разложения, в которых присутствует число $i+1$‍.‍ Если в таком разложении зачеркнуть число $i+1$‍,‍ то получится разложение числа $\dfrac k{i+1}$‍‍ на множители, каждый из которых больше $i$‍,‍ причём так получаются все разложения числа $\dfrac k{i+1}$‍‍ на множители, каждый из которых больше $i$‍.‍ Следовательно, их число равно $V{\left(\dfrac k{i+1},i\right)}$‍‍ и по предположению индукции меньше $\dfrac k{(i+1)\cdot i}$‍,‍ а общее число разложений оценивается так: $$ V(k,i)=V(k,i+1)+V{\left(\dfrac k{i+1},i\right)}\lt\dfrac k{i+1}+\dfrac k{(i+1)\cdot i}=\dfrac ki. $$

Н. Б. Васильев


Метаданные Задача М1350 // Квант. — 1992. — № 6. — Стр. 23; 1992. — № 12. — Стр. 29.

Предмет
Математика
Условие
Решение
Номера

1992. — № 6. — Стр.  [условие]

1992. — № 12. — Стр.  [решение]

Описание
Задача М1350 // Квант. — 1992. — № 6. — Стр. 23; 1992. — № 12. — Стр. 29.
Ссылка
https://www.kvant.digital/problems/m1350/