Feladat: F.2009 Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: -
Füzet: 1976/március, 104. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Maradékos osztás, Számsorok, Természetes számok, Feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1975/november: F.2009

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

Csoportosítsuk a sorozat tagjait az a1-gyel való osztásuknál fellépő maradék szerint. Nem lehet, hogy minden csoportba csak véges sok elem kerüljön, hiszen csak véges sok csoport alakulhat ki (legfeljebb a1 darab), és a sorozat végtelen. Van tehát olyan csoport, amelyben végtelen sok elem van. Legyen ennek ap, am tetszőleges két eleme, melyek indexére 1<p<m teljesül. Mivel ezek az elemek ugyanabban a csoportban vannak, különbségük osztható a1-gyel:

am-ap=ya1,(1)
ahol y egész szám, és p<m, ap<am miatt pozitív is. Tehát
am=ap+ya1,(2)
ami éppen egy a kívánt előállítások közül. Mivel az ap, am elemeket végtelen sokféleképpen választhatjuk meg, ezzel a feladat állítását bizonyítottuk.
 

Megjegyzések. 1. megoldásunkban q és x értéke 1-nek adódott. Könnyen látható, hogy rögzített x mellett y értéke már nem mindig lehet rögzített, például biztosan nem az, ha an=n! (n faktorális). Érdekes volna megvizsgálni, hogy minden sorozatra igaz-e, hogy tetszőleges n-hez találhatók benne olyan ap, am, aq elemek, amelyekre am=xap+yaq, ahol x, y n-nél nagyobb egészek.
2. Könnyen látható, hogy sem a sorozat monotonitása, sem a tagok pozitív volta nem szükséges feltétele az állításnak (az persze kell, hogy a tagok egészek legyenek).