Обозначим через τ(n) количество делителей натурального числа n, включая единицу и само число. Число n будем называть хорошим, если n делится на τ(n).
а) Может ли последней цифрой хорошего числа быть 3?
б) Сколько существует нечетных хороших чисел
в) Пусть p — простое число. Сколько решений имеет уравнение при фиксированном значении p?
Сразу заметим, что количество делителей числа вычисляется по формуле
а) Допустим, что такое число есть. Оно нечетно, поэтому может делиться только на нечетные числа. Значит, —
четны. Тогда число является точным квадратом, однако квадраты не могут заканчиваться на 3. Получено противоречие.
б) Из пункта а) очевидно, что нечетное хорошее число обязано быть точным квадратом. При этом если оно является квадратом простого числа, то имеет ровно три делителя, значит, хорошим из таких чисел является только 32. Поскольку остается проверить только числа 12, 92, 152, 212, 252 и 272:
— подходит.
— не подходит.
— не подходит.
— подходит.
— подходит.
— подходит.
— не подходит.
Итак, подходят только 1, 32, 152, 212, 252, то есть пять чисел.
в) Ясно, что n кратно p. Пусть где y не кратно p. Тогда преобразуем уравнение:
Очевидно, что поскольку все делители y содержатся среди y чисел
Значит,
Выясним, когда такое возможно:
— если это утверждение верно при любом p.
— если то
— если то
то есть
При прочих получаем:
Мы используем неравенство при
обращающееся в равенство при
и
и верное при
поскольку функция
имеет производную
при
и потому возрастает (следовательно, положительна).
Разберем оставшиеся случаи. Пусть Тогда
и уравнение принимает вид
Поскольку
(все делители числа разбиваются на пары, дающие в произведении это число, а один из элементов каждой пары не превосходит
получаем
то есть
Перебирая такие числа, находим y = 8 или y = 12. Итак, годятся лишь два числа — 8p и 12p.
Пусть p = 3. При уравнение принимает вид
но теперь
не подходит, поскольку 12 кратно p. Итак, годится лишь
При
уравнение принимает вид
то есть
Годятся y = 1 или y = 2, другие числа y не будут кратны y – 1 и потому будут иметь менее y делителей. Значит, n = 9 или n = 18.
Пусть p = 2. При x = 1 теперь не подходят ни 8p, ни 12p. При уравнение принимает вид
Значит, y кратно 3 и при этом
откуда
Перебор показывает, что y = 3 подходит, а y = 6 и y = 9 — нет (y = 6 подходит в это уравнение, но кратно 2). Итак, еще один ответ это
Наконец, при уравнение принимает вид
то есть
Годятся y = 1 или y = 2 (второе значение на самом деле не подходит, поскольку кратно p), другие числа y не будут кратны y – 1 и потому будут иметь менее y делителей. Итак, годится лишь n = 8.
Ответ: а) нет; б) 5; в) при p = 2 подходят числа

