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求问一道数论题

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IP属地:河北来自Android客户端1楼2024-07-17 12:20回复
    我做了一个解答,这个是正确的吗


    IP属地:河北2楼2024-07-17 17:51
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      b[i]≤n+t/2 ×(∏b / b[i]) 是怎么得到的呢
      有b[i]>n的条件,不一定每个b[i]都能调整到较小一侧


      IP属地:北京来自Android客户端3楼2024-07-17 18:57
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        用类似的做法,只证明了n=1时对任意k≥2,不存在满足题意的k个正整数a[1]~a[k]
        做法在下面,应该没问题


        IP属地:北京来自Android客户端4楼2024-07-18 10:51
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          假设存在正整数k≥2,使得存在k个正整数a[1]~a[k]满足∏(a[i]+1) | ∑a[i]²,i=1~k
          设K是这样的正整数k中最小的,而且正整数c[1]~c[K]是满足∏(c[i]+1) | ∑c[i]²,i=1~K 且使 c[1]+c[2]+…+c[k] 最小的一组,c[1]≥c[2]≥…≥c[k]
          若 ∑c[i]²=m∏(c[i]+1),由条件m为正整数
          令F(x)= x² -m∏(c[j]+1)*x +∑c[j]²-m∏(c[j]+1),j=2~K
          则F(c[1])=0,设F(x)=0另一个根为x=c'
          由韦达定理 c'=m∏(c[j]+1)-c[1] 是整数
          由于F(-1)=1+∑c[j]²>0,x<0时F(x)单调递减,所以x≤-1时F(x)>0
          则由F(c')=0可得c'≥0
          (1)假如c'=0,由F(0)=∑c[j]²-m∏(c[j]+1)=0可知
          c[2]~c[K]这K-1个正整数满足 ∏(c[j]+1) | ∑c[j]²
          如果K≥3,则K-1≥2,和K的最小性假设矛盾
          如果K=2,则c[2]+1 | c[2]²,但c[2]+1>1且和c[2]²互素,也不可能
          (2)假如c'是正整数,则由F(c')=0可得
          c'²+c[2]²+…+c[K]² = (c'+1)(c[2]+1)…(c[K]+1)
          所以由c[1]+…+c[K]的最小性假设可知c'≥c[1]
          则m∏(c[j]+1)≥2c[1],c[1]≤m∏(c[j]+1)/2
          由F(x)单调性可知,x≤c[1]时,F(x)单调递减
          c[2]≤c[1],则F(c[2])≥F(c[1])=0
          也就是 c[2]²+c[2]²+…+c[K]² ≥ m(c[2]+1)(c[2]+1)…(c[K]+1) (*)
          而(*)的左边≤Kc[2]²,右边≥2^(K-2)*(c[2]+1)²>2^(K-2)*c[2]²,可得 K>2^(K-2),只可能K=2或3
          K=3时,(*)化为 2c[2]²+c[3]²≥m(c[2]+1)²(c[3]+1)
          若c[3]≥2,右边≥3(c[2]+1)²>3c[2]²≥左边,不成立
          若c[3]=1,右边≥2(c[2]+1)²>2c[2]²+1 = 左边,也不成立
          K=2时,(*)化为 2c[2]²≥m(c[2]+1)²
          由于右边>mc[2]²,所以m<2,只可能m=1
          m=1时,c[1]²+c[2]²= (c[1]+1)(c[2]+1),c[1]≥c[2]≥1
          当(c[1]-1)(c[2]-1)≥3时,c[1]c[2]≥c[1]+c[2]+2
          所以左边≥2c[1]c[2],而右边 = c[1]c[2]+c[1]+c[2]+1 < 2c[1]c[2],不成立
          当(c[1]-1)(c[2]-1)≤2时,只可能c[1]≥c[2]=1或c[2]=2且c[1]=2, 3
          c[2]=1时,c[1]²+1=2(c[1]+1) 无正整数解
          c[2]=2,c[1]=2或3时,c[1]²+c[2]²都不等于(c[1]+1)(c[2]+1)
          综上所述,假设是不成立的
          也就是不存在k≥2使得存在k个正整数a[1]~a[k]满足 ∏(a[i]+1) |∑a[i]²,i=1~k


          IP属地:北京来自Android客户端5楼2024-07-18 10:51
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            这是一个同学给我发送的标准答案。



            IP属地:河北来自Android客户端6楼2024-07-18 17:37
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              原来如此(^~^),没想到n≥2可以这样构造,我还想着怎么证不存在呢


              IP属地:北京来自Android客户端7楼2024-07-18 18:09
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                答案构造的那里好像有点问题,归纳法证明的应该是[∑a[j]²+(k-i)(n-1)²]/∏(a[j]+n) = a[1]-n+1 = k(n-1)² 始终是同一个比值
                最后i=k时,∑a[j]² / ∏(a[j]+n) 也应该是这个比值 k(n-1)²


                IP属地:北京来自Android客户端8楼2024-07-18 21:27
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                  感觉这样说更清楚
                  令b[1]= k(n-1)²,当i≥1时,b[i+1] = b[i] × (b[i]+2n-1)
                  当k≥1, n≥2时,由递推可知 b[i] 一直是正整数
                  由 b[j]+2n-1 = b[j+1]/b[j],对1≤j≤i 累乘可得
                  (b[1]+2n-1)×(b[2]+2n-1)×…×(b[i]+2n-1) = b[i+1] / b[1] ①
                  另外由于 b[j+1] = b[j] × (b[j]+2n-1) = (b[j]+n-1)²-(n-1)²+b[j]
                  所以 (b[j]+n-1)²-(n-1)² = b[j+1]-b[j]
                  对1≤j≤i 累加可得
                  (b[1]+n-1)²+(b[2]+n-1)²+…+(b[i]+n-1)²-i(n-1)² = b[i+1]-b[1] ②
                  当i=k时,由①②可得
                  b[1]× ∏(b[j]+2n-1) = b[k+1],∑(b[j]+n-1)²= b[k+1],1≤j≤k
                  所以 ∑(b[j]+n-1)²= b[1]× ∏(b[j]+2n-1),这时令a[j]= b[j]+n-1 就满足题意


                  IP属地:北京来自Android客户端9楼2024-07-18 21:43
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