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

Задача М967

Условие задачи (1986, № 2) Задача М967 // Квант. — 1986. — № 2. — Стр. 35; 1986. — № 6. — Стр. 36.

Обозначим через $\sigma(n)$‍‍ сумму всех натуральных делителей числа $n$‍‍ (включая $1$‍‍ и $n$‍)‍ и через $\varphi(n)$‍‍ — количество чисел, меньших числа $n$‍‍ и взаимно простых с ним. Докажите, что для любого натурального $n\ge 2$‍‍ $$\sigma(n)+\varphi(n) \ge 2n.$$

В. Ф. Лев


Изображения страниц

Решение задачи (1986, № 6) Задача М967 // Квант. — 1986. — № 2. — Стр. 35; 1986. — № 6. — Стр. 36.

Пусть $1=d_1\lt\ldots\lt d_k=n$‍‍ — все делители числа $n$‍.‍ Среди натуральных чисел, не превосходящих $n$‍,‍ количество кратных $d_i$‍,‍ равно $\dfrac n{d_i}$‍,‍ поэтому общее количество чисел, не взаимно простых с $n$‍,‍ равное $n-\varphi(n)$‍,‍ не больше суммы $$ \dfrac n{d_2}+\dfrac n{d_3}+\ldots+\dfrac n{d_k}=d_{k-1}+d_{k-2}+\ldots+d_1=\sigma(n)-n $$ $\Big($‍‍ибо $\dfrac n{d_1}=d_k$‍,$\dfrac n{d_2}=d_{k-1}$‍,${\ldots}\Big)$‍. Таким образом, $$ n-\varphi(n)\le\sigma(n)-n, $$ откуда и следует доказываемое неравенство.

Отметим, что для простого $p$‍‍ наша оценка точна: $$ \sigma(p)=p+1,\quad\varphi(p)=p-1,\quad\sigma(p)+\varphi(p)=2p. $$

В. Ф. Лев


Метаданные Задача М967 // Квант. — 1986. — № 2. — Стр. 35; 1986. — № 6. — Стр. 36.

Предмет
Математика
Условие
Решение
Номера

1986. — № 2. — Стр.  [условие]

1986. — № 6. — Стр.  [решение]

Описание
Задача М967 // Квант. — 1986. — № 2. — Стр. 35; 1986. — № 6. — Стр. 36.
Ссылка
https://www.kvant.digital/problems/m967/