Тема . Курчатов
Теория чисел на Курчатове (с комбинаторными элементами)
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела курчатов
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#70782

Натуральное число A  назовём интересным, если существует натуральное число B  такое, что:

  • A > B  ;
  • разность чисел A  и B  — простое число;
  • произведение чисел A  и B  — точный квадрат.

Найдите все интересные числа, большие 200 и меньшие 400.

Источники: Курчатов-2022, 11.3 (см. olimpiadakurchatov.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Заметим сразу, что если A-B = p - простому числу, то НОД(A, B) либо 1, либо p. Попробуйте понять, что случай с НОДом равным p - невозможен из-за второго условия)

Подсказка 2

Окей, теперь у нас НОД = 1. Но тогда раз произведение этих чисел - точный квадрат, то что можно сказать про сами числа?

Подсказка 3

Что они сами являются квадратами! А теперь давайте вернемся к тому, что разность этих чисел - простое число. Эти же числа являются квадратами. А разность квадратов хорошо раскладывается на произведение) Что можно отсюда выяснить?

Подсказка 4

Если разложить разность квадратов как (a-b)(a+b), то станет понятно, что она может быть равна простому числу только если a-b = 1. Получается, A и B - просто последовательные квадраты) Остался небольшой перебор и все значения найдены!

Показать ответ и решение

Пусть A − B = p  — простое число. По условию AB = B(B +p)= n2  для некоторого натурального n.  Заметим, что НОД чисел B  и B + p  делит их разность, равную p,  поэтому он равен либо p,  либо 1. Разберём два случая.

  • Предположим, НОД(B,B +p)= p.  Тогда B =ps  и B+ p= p(s +1)  для некоторого натурального s.  Тогда  2
n  =B (B +p)= ps⋅p(s+ 1),  т.е.  2   2
n = ps(s+ 1).  Отсюда следует, что n  делится на p,  поэтому         (n)2
s(s+1)=  p  — точный квадрат. Но 2               2
s <s(s+1)< (s+1) ,  т. е. число s(s+ 1)  находится между двумя последовательными точными квадратами, поэтому само не может быть точным квадратом. Противоречие.
  • Предположим, НОД (B,B +p)= 1.  Произведение взаимно простых чисел B  и B +p  является точным квадратом тогда и только тогда, когда сами числа B  и B+ p  являются точными квадратами. Тогда B =b2  и A =B + p= a2  для некоторых натуральных a >b,  откуда следует, что p =a2− b2 =  (a − b)(a+ b).  Из того, что произведение натуральных чисел a − b  и a+ b  равно простому числу p,  следует, что a− b=1  и a +b= p.  Тогда a= p+21  и b= p−21,  поэтому    (   )2
B = p−21  и    (   )2
A =  p+12- .  Поскольку число p  является простым, получаем несколько случаев:

    • Если p≤ 23,  то A≤ 122 < 200  — не подходит под условие задачи.
    • Если p= 29,  то      2
A= 15 = 225  и      2
B = 14 =196  — подходит под условие задачи.
    • Если p= 31,  то A= 162 = 256  и B = 152 =225  — подходит под условие задачи.
    • Если p= 37,  то A= 192 = 361  и B = 182 =324  — подходит под условие задачи.
    • Если p≥ 41,  то A≥ 212 > 400  — не подходит под условие задачи.
Ответ: 225, 256, 361

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное обучение
в Школково

Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!