Feladat: F.2668 Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: nehéz
Füzet: 1988/október, 303. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Osztók száma, Szélsőérték-feladatok differenciálszámítás nélkül, Indirekt bizonyítási mód, Feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1988/január: F.2668

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

Tíz egymást követő egész szám között mindig van 5-tel osztható, 7-tel osztható, 8-cal osztható és 9-cel osztható is. A keresett szám tehát szintén osztható ezekkel a számokkal. Mivel ez a négy szám egymáshoz páronként relatív prím, a keresett szám osztható ezek szorzatával, 233257=2520-szal is. Megfordítva: Ha egy egész szám osztható 2520-szal, akkor nyilván osztható 2520 valamennyi osztójával, s utóbbiak között létezik tíz egymást követő, nevezetesen 1,2,3,...,10. Feladatunk tehát annak a legkisebb, 2520-szal osztható n pozitív egész számnak a megtalálása, amelynek 144 pozitív osztója van.
Legyen n prímtényezős felbontása n=p1a1p2a2...pkak, ahol p1<p2<...<pk. Ismeretes, hogy n (pozitív) osztóinak száma (a1+1)(a2+1)...(ak+1). Megmutatjuk, hogy a1a2...ak. Tételezzük fel ugyanis, hogy például a1<a2; az n'=p1a2p2a1p3a3...pkak számnak ekkor ugyanannyi osztója van, mint n-nek, és n' is osztható 2520-szal, hisz ennek a prímtényezős felbontásában a két kitevő nagyságviszonya éppen fordítottja a megfelelő prímek nagyságviszonyának. Mivel azonban n'<n, ellentmondásra jutunk azzal a feltevéssel, hogy n a legkisebb keresett tulajdonságú szám. Ugyancsak n minimalitásából következik, hogy n prímtényezős felbontásában p1=2, p2=3, p3=5, p4=7, és általában pi az i-edik prím. Mivel n osztható 2520-szal, ezért a13, a22, a31 és a41. Az (a1+1)...(ak+1)=144 összefüggés alapján tehát 144-et fel kell írnunk legalább négy (1-nél nagyobb) tényező szorzataként úgy, hogy az egyik tényező legalább 4, egy másik pedig legalább 3 legyen. Ezt nyolcféleképpen tehetjük meg (l. az alábbi táblázatban).

 

(a1+1)...(ak+1)  n443323335272=264600   43322233252711=138600   64322533527=151200   6622253357=272160   

63222
25325711=110880   
83322732527=201600   9422283357=241920   123222113257=645120   

 

E számok közül a keresett legkisebb 110 880.