Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 19 № 514192
i

Бес­ко­неч­ная ариф­ме­ти­че­ская про­грес­сия a1, a2, ..., an, ... со­сто­ит из раз­лич­ных на­ту­раль­ных чисел.

а)  Су­ще­ству­ет ли такая про­грес­сия, в ко­то­рой среди чисел a1, a2, ..., a7 ровно три числа де­лят­ся на 36?

б)  Су­ще­ству­ет ли такая про­грес­сия, в ко­то­рой среди чисел a1, a2, ..., a30 ровно 9 чисел де­лят­ся на 36?

в)  Для ка­ко­го наи­боль­ше­го на­ту­раль­но­го n могло ока­зать­ся так, что среди чисел a1, a2, ..., a2n боль­ше крат­ных 36, чем среди чисел a2n + 1, a2n + 2, ..., a5n?

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Под­хо­дя­щим при­ме­ром яв­ля­ет­ся про­грес­сия с пер­вым чле­ном 18 и раз­но­стью 18. Среди пер­вых семи её чле­нов (18, 36, 54, 72, 90, 108, 126) ровно три де­лят­ся на 36.

б)  Обо­зна­чим через d раз­ность ариф­ме­ти­че­ской про­грес­сии a1, a2, ..., an, .... Из усло­вия сле­ду­ет, что d  — на­ту­раль­ное число. Пусть m и n  — на­ту­раль­ные числа, m > n, НОД(d, 36) обо­зна­ча­ет наи­боль­ший общий де­ли­тель чисел d и 36. Имеем

a_m минус a_n= левая круг­лая скоб­ка a_1 плюс левая круг­лая скоб­ка m минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка d пра­вая круг­лая скоб­ка минус левая круг­лая скоб­ка a_1 плюс левая круг­лая скоб­ка n минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка d пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка m минус n пра­вая круг­лая скоб­ка d.

Сле­до­ва­тель­но, раз­ность am − an де­лит­ся на 36 тогда и толь­ко тогда, когда раз­ность m − n де­лит­ся на k= дробь: чис­ли­тель: 36, зна­ме­на­тель: НОД левая круг­лая скоб­ка d,36 пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби . Зна­чит, если среди чле­нов ариф­ме­ти­че­ской про­грес­сии a1, a2, ..., an, ... есть крат­ные 36, то это члены с но­ме­ра­ми вида kp плюс q, где q  — номер пер­во­го члена, крат­но­го 36 левая круг­лая скоб­ка q мень­ше или равно k пра­вая круг­лая скоб­ка , а p про­бе­га­ет все не­от­ри­ца­тель­ные целые числа. По­это­му среди любых k по­сле­до­ва­тель­ных чле­нов про­грес­сии a1, a2, ..., an, ... ровно один будет де­лить­ся на 36. Если k\leqslant3, то 10 мень­ше или равно дробь: чис­ли­тель: 30, зна­ме­на­тель: k конец дроби , и среди чисел a1, a2, ..., a30 будет по край­ней мере 10 чисел, крат­ных 36. Если же k\geqslant4, то 8 боль­ше дробь: чис­ли­тель: 30, зна­ме­на­тель: k конец дроби , и среди чисел a1, a2, ..., a30 будет не более 8 чисел, крат­ных 36. Зна­чит, не су­ще­ству­ет такой про­грес­сии, в ко­то­рой среди чисел a1, a2, ..., a30 ровно 9 чисел де­лят­ся на 36.

в)  Обо­зна­чим через [x] целую часть числа x  — наи­боль­шее целое число, не пре­вос­хо­дя­щее x. По до­ка­зан­но­му в пунк­те б) среди любых k по­сле­до­ва­тель­ных чле­нов про­грес­сии a1, a2, ..., an, ... ровно один будет де­лить­ся на 36, где k= дробь: чис­ли­тель: 36, зна­ме­на­тель: НОД левая круг­лая скоб­ка d,36 пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби , d  — раз­ность ариф­ме­ти­че­ской про­грес­сии.

Зна­чит, среди чисел a1, a2, ..., a2n крат­ны­ми 36 будут не более  левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 2n, зна­ме­на­тель: k конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка плюс 1 чисел. Ана­ло­гич­но, среди чисел a2n + 1, a2n + 2, ..., a5n крат­ны­ми 36 будут не менее  левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 3n, зна­ме­на­тель: k конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка чисел. Не­ра­вен­ство  левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 2n, зна­ме­на­тель: k конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка плюс 1 боль­ше левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 3n, зна­ме­на­тель: k конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка вы­пол­не­но тогда и толь­ко тогда, когда  левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 2n, зна­ме­на­тель: k конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка = левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 3n, зна­ме­на­тель: k конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка . Пусть это ра­вен­ство вы­пол­не­но. Тогда раз­ность между чис­ла­ми  дробь: чис­ли­тель: 3n, зна­ме­на­тель: k конец дроби и  дробь: чис­ли­тель: 2n, зна­ме­на­тель: k конец дроби мень­ше 1. По­лу­ча­ем, что  дробь: чис­ли­тель: n, зна­ме­на­тель: k конец дроби мень­ше 1 и  дробь: чис­ли­тель: 2n, зна­ме­на­тель: k конец дроби мень­ше 2. Зна­чит,  левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 3n, зна­ме­на­тель: k конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка = левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 2n, зна­ме­на­тель: k конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка мень­ше 2,  дробь: чис­ли­тель: 3n, зна­ме­на­тель: k конец дроби мень­ше 2 и n мень­ше дробь: чис­ли­тель: 2k, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби . По­сколь­ку число k не пре­вос­хо­дит 36, от­сю­да сле­ду­ет, что n\leqslant23. Рас­смот­рим про­грес­сию с пер­вым чле­ном 27 и раз­но­стью 1. Тогда среди чисел a1, a2, ..., a46 ровно два де­лят­ся на 36 (a10  =  36 и a46  =  72). Среди чисел a47, a48, ..., a115 ровно одно де­лит­ся на 36 (a82  =  108). Этот при­мер по­ка­зы­ва­ет, что n может рав­нять­ся 23.

 

Ответ: а) Да, на­при­мер, про­грес­сия 18, 36, 54, 72, 90, 108, 126, ...; б) нет; в) 23.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Верно по­лу­че­ны все пе­ре­чис­лен­ные (см. кри­те­рий на 1 балл) ре­зуль­та­ты.4
Верно по­лу­че­ны три из пе­ре­чис­лен­ных (см. кри­те­рий на 1 балл) ре­зуль­та­тов.3
Верно по­лу­че­ны два из пе­ре­чис­лен­ных (см. кри­те­рий на 1 балл) ре­зуль­та­тов.2
Верно по­лу­чен один из сле­ду­ю­щий ре­зуль­та­тов:

— обос­но­ван­ное ре­ше­ние в п. а;

— при­мер в п. б;

— ис­ко­мая оцен­ка в п. в;

— при­мер в п. в, обес­пе­чи­ва­ю­щий точ­ность преды­ду­щей оцен­ки.

1
Ре­ше­ние не со­от­вет­ству­ет ни од­но­му из кри­те­ри­ев, пе­ре­чис­лен­ных выше.0
Мак­си­маль­ный балл4
Источник: ЕГЭ по ма­те­ма­ти­ке 28.03.2016. До­сроч­ная волна, ва­ри­ант 3
Классификатор алгебры: Числа и их свой­ства