Zadanie 2
2014
Etap III
★★★★☆Teoria liczb
Kombinatoryka
Kolorowanie liczb
Treść zadania
Każdą liczbę całkowitą dodatnią pomalowano na pewien kolor. Okazało się, że dla każdej pary liczb całkowitych , większych od liczby i są tego samego koloru. Wykaż, że wszystkie liczby większe od zostały pomalowane tym samym kolorem.
Umiejętności (5)
Wymagane umiejętności:
Podzielność
Analiza przypadków
Konstrukcja przykładu
Zdobywane umiejętności:
Niezmienniki
Analiza przypadków
Wskazówki (0/4)
Wskazówka 1
Zacznij od zbadania małych liczb. Używając par takich jak , czy , spróbuj pokazać, że liczby 5, 6, 7, 8, 9 muszą mieć ten sam kolor.
Wskazówka 2
Wykaż przez indukcję, że wszystkie liczby mają ten sam kolor co liczba 6. Załóż, że to prawda dla liczb od 5 do i udowodnij dla .
Wskazówka 3
Podziel dowód indukcyjny na dwa przypadki: gdy jest liczbą złożoną i gdy jest liczbą pierwszą. Zauważ, że dla kolor zależy od koloru mniejszej liczby .
Wskazówka 4
Dla pierwszego (np. ), zapisz . Kolor jest więc taki sam jak kolor liczby . Znajdź dla taki rozkład na czynniki , aby suma była mniejsza od .