Zadanie 3
2017
Etap III
★★★★☆Kombinatoryka
Teoria liczb
Kolorowanie liczb
Treść zadania
Niech będzie dodatnią liczbą całkowitą. Każdą z liczb pomalowano jednym z kolorów. Okazało się, że każde dwie liczby, z których jedna jest dzielnikiem drugiej są pomalowane różnymi kolorami. Wyznacz najmniejszą liczbę , dla której taka sytuacja jest możliwa.
Umiejętności (5)
Wymagane umiejętności:
Podzielność
Zasada ekstremalna
Konstrukcja przykładu
Zdobywane umiejętności:
Podzielność
Konstrukcja przykładu
Wskazówki (0/4)
Wskazówka 1
Zastanów się, co oznacza warunek z zadania. Jeśli masz ciąg liczb taki, że , to ile co najmniej kolorów potrzeba, aby je pomalować?
Wskazówka 2
Aby znaleźć najmniejszą możliwą liczbę kolorów, poszukaj najdłuższego łańcucha podzielności wśród liczb od 1 do 1000. Długość tego łańcucha da dolne ograniczenie na .
Wskazówka 3
Aby łańcuch podzielności był jak najdłuższy, kolejne liczby powinny rosnąć jak najwolniej. Rozważ ciąg, w którym każda następna liczba jest dwukrotnością poprzedniej, zaczynając od 1.
Wskazówka 4
Udowodnij, że znaleziona liczba kolorów wystarcza. Zdefiniuj kolor liczby jako liczbę jej czynników pierwszych, liczonych z krotnościami (np. dla ta liczba to ). Sprawdź, czy to kolorowanie jest poprawne.