Докажите, что для каждого натурального $%n$% справедливо следующее: $%\prod\limits_{k=0}^{n-1} (2^n-2^k)$% делится на $%n!$% задан 27 Янв 2:48 Казвертеночка |
Интересно, что изначально задача появилась вот тут "4-я Турецкая математическая олимпиада 1996/97" и, видимо, ожидалось, что школьники воспользуются каким-то более прямым и элементарным подходом, чем здесь или здесь, т.е. без использования достаточно продвинутой абстрактной алгебры, теории групп (теорема Лагранжа) и векторных пространств над конечными полями. Итак, требуется доказать, что $%\displaystyle n! \mid \prod\limits_{k=0}^{n-1}(2^n-2^k)$% для $%\forall n\in \mathbb N$%. Как мне кажется для прямого доказательства тут надо вспомнить как доказывается другой факт, а именно что наибольшая степень простого числа $%p$%, делящего $%n!$% равна: $%\displaystyle\sum\limits_{k=1}^{\infty}\left\lfloor \frac{n}{p^k}\right\rfloor$%. Та же логика может показать, что наибольшая степень нечетного простого числа, делящего правую часть, не меньше: $%\displaystyle\sum\limits_{k=1}^\infty\left\lfloor \frac{n}{p^{k}-p^{k-1}}\right\rfloor$%. По сути, это потому, что $%p^k$% делит $%2^m-1$%, когда $%m$% кратно $%p^k-p^{k-1}=\phi(p^k)$%. Поскольку $%p^k-p^{k-1}\lt p^k$%, каждый член не меньше, чем соответствующий член из суммы $%n!$%. Тогда остается просто разобраться со случаем $%p=2$%. отвечен 27 Янв 8:53 Rene @Rene, большое спасибо! Как Вам удалось найти источник этой задачи, если не секрет? Появилась новая поисковая система для олимпиадных задач?
(27 Янв 11:12)
Казвертеночка
2
@Казвертеночка, вообще всем полезно иметь ввиду этот сайт. В него достаточно ввести, например, $%\prod\limits_{k=0}^{n-1} (2^n-2^k)$% и система пройдёт mathstack, artofproblemsolving и так далее, чтобы найти похожие запросы. А олимпиаду я нашел совершенно случайно, просматривая ссылки по этой задаче :) Конечно, есть исключение в виде IMO (Международной математической олимпиады), большинство задач можно найти сразу по поиску в гугле или яндексе.
(27 Янв 11:16)
Rene
1
Я в точности так же рассуждал. Алгебраическое рассуждение также весьма эффектно.
(27 Янв 12:25)
falcao
(27 Янв 12:27)
Казвертеночка
|