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

Задача М34

Условие задачи (1970, № 7) Задача М34 // Квант. — 1970. — № 7. — Стр. 47; 1971. — № 6. — Стр. 35—36.

Доказать, что если натуральное число делится на $10\,101\,010\,101$‍,‍ то в его десятичной записи по крайней мере шесть цифр отличны от нуля.

А. К. Толпыго

Московская математическая олимпиада (1970 год)


Решение задачи (1971, № 6) Задача М34 // Квант. — 1970. — № 7. — Стр. 47; 1971. — № 6. — Стр. 35—36.

Задача решается очень легко, если число $A$‍,‍ делящееся на $10\,101\,010\,101$‍,‍ имеет не более 12 цифр; тогда оно обязательно имеет вид абабабабабаб, и задача решена.

Остаётся придумать какой-нибудь способ свести задачу к этому случаю.

Число $10\,101\,010\,101$‍ мы обозначим через $M$‍.‍ Докажем, что если число $A$‍ делится на $M$‍,‍ то найдётся двенадцати- (или менее) значное число $C$‍,‍ также делящееся на $M$‍ и имеющее не больше ненулевых цифр, чем $A$‍.

Лемма. Если $A$‍ делится на $M$‍ и имеет больше 12 цифр (считая нули), то найдётся число $B$‍,‍ также делящееся на $M$‍,‍ меньшее чем $A$‍ и имеющее не больше ненулевых цифр, чем $A$‍.‍ Докажем это. Пусть $A=\overline{a_1a_2a_3\ldots a_n}$‍;‍ вычеркнем его первую цифру $a_1$‍,‍ и прибавим её же на 12 разрядов ниже, например: $$ \colsep{2pt}{ \begin{array}{ccc} 123\,456\,789\,123\,456&\to&23\,456\,789\,123\,456\\ &+&\hphantom{23\,456\,789\,123\,}1\hphantom{56}\\ &&\overline{23\,456\,789\,123\,556} \end{array}} $$ Полученное число будет, безусловно, меньше исходного: легко проверить, что мы просто вычли из числа $A$‍ число $a_1\cdot(10^{n-1}-10^{n-13})$‍.‍ В скобках стоит произведение $10^{n-13}\cdot(10^{12}-1)$‍;‍ второй сомножитель, очевидно, делится на $A$‍ (это число из 12 девяток), так что разность делится на $A$‍.‍ Остаётся заметить, что в получившемся числе значащих (не нулевых) цифр не больше, чем в исходном. В нашем примере их количество даже уменьшилось на единицу; этого могло, впрочем, не случиться, если бы на 13-м месте стоял 0 или если бы там стояла достаточно большая цифра, а на предыдущем месте 0, как в примере $$ \colsep{2pt}{ \begin{array}{ccc} 888\,888\,888\,880\,421&\to&88\,888\,888\,880\,421\\ &+&\hphantom{88\,888\,888\,880\,}8\hphantom{21}\\ &&\overline{88\,888\,888\,881\,221} \end{array}} $$ (мы не рассмотрели ещё случай, когда перенос происходит и в 12-м разряде, но легко видеть, что тогда число значащих цифр даже уменьшится). Лемма доказана.

Теперь если $A$‍ делится на $M$‍,‍ вычтем из $A$‍ его первую цифру, умноженную на $10^{n-13}\cdot(10^{12}-1)$‍.‍ С полученным числом проделаем тy же операцию и будем поступать так до тех пор, пока не доберёмся до 12-значного числа. Так как в нём не меньше шести значащих цифр, то и в $A$‍ не меньше шести значащих цифр.

Большинство решавших пытались рассматривать частное от деления $A$‍ на $M$‍,‍ но решить её этим способом очень трудно, поскольку при обратном умножении этого частного на $10\,101\,010\,101$‍ его цифры «склеиваются» друг с другом, может произойти много переносов единиц в разрядах, и разобраться в том, что получится, почти невозможно. Идея решения — в том, чтобы рассматривать эти переносы по одному.

А. К. Толпыго


Метаданные Задача М34 // Квант. — 1970. — № 7. — Стр. 47; 1971. — № 6. — Стр. 35—36.

Предмет
Математика
Условие
Решение
Номера

1970. — № 7. — Стр.  [условие]

1971. — № 6. — Стр.  [решение]

Описание
Задача М34 // Квант. — 1970. — № 7. — Стр. 47; 1971. — № 6. — Стр. 35‍—‍36.
Ссылка
https://www.kvant.digital/problems/m34/