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

Задача М952

Условие задачи (1985, № 11) Задача М952 // Квант. — 1985. — № 11. — Стр. 31; 1986. — № 3. — Стр. 34.

Обозначим через $\{x\}$‍‍ дробную часть числа $x$‍;$\{x\}=x-[x]$‍,‍ где $[x]$‍‍ — наибольшее целое число, не превосходящее $x$‍.

  1. Приведите пример числа $a$‍‍ такого, что $$ \{a\}+\left\{\dfrac1a\right\}=1. $$
  2. Докажите, что такое число $a$‍‍ не может быть рациональным.

И. Варга (Румыния)


Изображения страниц

Решение задачи (1986, № 3) Задача М952 // Квант. — 1985. — № 11. — Стр. 31; 1986. — № 3. — Стр. 34.

a) Ответ: один из примеров — $a=2+\sqrt{3}$‍.‍ Действительно, поскольку $(2+\sqrt{3})(2-\sqrt{3})=1$‍,‍ $$ \{a\}+\left\{\dfrac{1}{a}\right\}=(\sqrt{3}-1)+(2-\sqrt{3})=1 $$ Вообще, годится любое число вида $n\pm \sqrt{n^2-1}$‍,‍ где $n$‍‍ — целое и больше 1.

б) Допустим, что число $a$‍‍ рационально и представим его в виде несократимой дроби: $a=\dfrac{m}{n}$‍.‍ Если $\{a\}+\left\{\dfrac{1}{a}\right\}=1$‍,‍ то очевидно, $a+\dfrac{1}{a}$‍‍ — это целое число; обозначим его через $k$‍.‍ Итак, $\dfrac{m}{n}+\dfrac{n}{m}=k$‍,‍ то есть $m^2+n^2=kmn$‍.‍ Отсюда следует, что $m^2$‍‍ делится на $n$‍,‍ a $n^2$‍‍ — на $m$‍,‍ а поскольку $m$‍‍ и $n$‍‍ взаимно просты, это возможно лишь при $|m|=|n|=1$‍,‍ т. е. при $a=\pm 1$‍.‍ Но в этом случае $\{a\}+\left\{\dfrac{1}{a}\right\}=0$‍.‍ Следовательно, рассматриваемое уравнение не имеет рациональных решений.

И. Варга


Метаданные Задача М952 // Квант. — 1985. — № 11. — Стр. 31; 1986. — № 3. — Стр. 34.

Предмет
Математика
Условие
Решение
Номера

1985. — № 11. — Стр.  [условие]

1986. — № 3. — Стр.  [решение]

Описание
Задача М952 // Квант. — 1985. — № 11. — Стр. 31; 1986. — № 3. — Стр. 34.
Ссылка
https://www.kvant.digital/problems/m952/