Päevaülesanne

Juhuslik

Harjutuskomplekt

Balti Tee 1996 · Ülesanne 10

Arvuteooria

Denote by d(n)d(n) the number of distinct positive divisors of a positive integer nn (including 1 and nn ). Let a>1a>1 and n>0n>0 be integers such that an+1a^{n}+1 is a prime. Prove that

d(an−1)≥n.d\left(a^{n}-1\right) \geq n .
Muuda valikut

Kui oled valmis

Ülevaatematerjal muutub kättesaadavaks järgmise päevaülesannete komplektiga.

Ülevaade

Teemad

Jaguvus ja tegurdamine · Algarvud · Aritmeetilised funktsioonid

Lahendused

Lahendus

Solution:

First we show that n=2sn = 2^{s} for some integer s≥0s \geq 0. Indeed, if n=mpn = m p where pp is an odd prime, then an+1=amp+1=(am+1)(am(p−1)−am(p−2)+⋯−a+1)a^{n} + 1 = a^{m p} + 1 = \left(a^{m} + 1\right)\left(a^{m(p-1)} - a^{m(p-2)} + \cdots - a + 1\right), a contradiction.

Now we use induction on ss to prove that d(a2s−1)≥2sd\left(a^{2^{s}} - 1\right) \geq 2^{s}. The case s=0s = 0 is obvious. As a2s−1=(a2s−1−1)(a2s−1+1)a^{2^{s}} - 1 = \left(a^{2^{s-1}} - 1\right)\left(a^{2^{s-1}} + 1\right), then for any divisor qq of a2s−1−1a^{2^{s-1}} - 1, both qq and q(a2s−1+1)q\left(a^{2^{s-1}} + 1\right) are divisors of a2s−1a^{2^{s}} - 1. Since the divisors of the form q(a2s−1+1)q\left(a^{2^{s-1}} + 1\right) are all larger than a2s−1−1a^{2^{s-1}} - 1 we have d(a2s−1)≥2⋅d(a2s−1−1)=2sd\left(a^{2^{s}} - 1\right) \geq 2 \cdot d\left(a^{2^{s-1}} - 1\right) = 2^{s}.

Võistluse kontekst

Balti Tee tulemused 1996

10 võistkonda

Keskmine tulemus
1,7 / 5
4 või 5 punkti
1 / 10
Eesti
0 / 5

Punktijaotus

03
10
26
30
40
51
Kõigi võistkondade punktid
VõistkondPunktid
Poland5 / 5
Latvia2 / 5
Sweden2 / 5
Denmark0 / 5
St. Petersburg2 / 5
Finland2 / 5
Norway0 / 5
Lithuania2 / 5
Estonia0 / 5
Iceland2 / 5