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

Задача М801

Условие задачи (1983, № 5) Задача М801 // Квант. — 1983. — № 5. — Стр. 42; 1983. — № 8. — Стр. 50.

Докажите, что для любого натурального $n$‍‍ выполнено равенство $$ [\sqrt{n}]+[\sqrt[3]{n}]+[\sqrt[4]{n}]+\ldots+[\sqrt[n]{n}]=[\log_2{n}]+[\log_3{n}]+[\log_4{n}]+\ldots+[\log_n{n}] $$ ($[x]$‍‍ означает целую часть числа $x$‍).

В. В. Кисиль


Изображения страниц

Решение задачи (1983, № 8) Задача М801 // Квант. — 1983. — № 5. — Стр. 42; 1983. — № 8. — Стр. 50.

Заметим, что целая часть числа $a\ge1$‍‍ равна количеству натуральных чисел, меньших или равных $a$‍.‍ В частности, $[\sqrt[k]{n]}-1$‍‍ есть число натуральных $y\ge2$‍,‍ таких что $y\le \sqrt[k]{n}$‍,‍ то есть $y^k\le n$‍.‍ Следовательно, сумма $([\sqrt{n]}-1)+([\sqrt[3]{n]}-1)+\ldots+([\sqrt[n]{n]}-1)$‍‍ равна количеству $N$‍‍ всех пар ($x,y$‍)натуральных чисел, больших 1, удовлетворяющих неравенству $y^x\le n$‍‍ (при $x\gt n$‍‍ это неравенство решений не имеет, так как $2^n\ge n$‍).

Аналогично рассматривается правая часть: $[\log_m{n}]-1$‍‍ — это число натуральных $x\ge 2$‍,‍ таких, что $x\le \log_m{n}$‍,‍ то есть $m^x\le n$‍.‍ Поэтому $$ ([\log_2{n}]-1)+([\log_3{n}]-1)+\ldots+([\log_n{n}]-1)=N $$ (при $m\gt n$‍,$y\ge 2$‍‍ неравенство $m^y\le n$‍,‍ очевидно, не выполняется).

Итак, обе части нашего равенства равны $N+n-1$‍.

В. В. Касиль


Метаданные Задача М801 // Квант. — 1983. — № 5. — Стр. 42; 1983. — № 8. — Стр. 50.

Предмет
Математика
Условие
Решение
Номера

1983. — № 5. — Стр.  [условие]

1983. — № 8. — Стр.  [решение]

Описание
Задача М801 // Квант. — 1983. — № 5. — Стр. 42; 1983. — № 8. — Стр. 50.
Ссылка
https://www.kvant.digital/problems/m801/