Разность квадратов и нечётные числа — олимпиадная задача по математике
Задача
Докажите, что нечётное число, являющееся произведением n различных простых сомножителей, можно представить в виде разности квадратов двух натуральных чисел ровно 2n–1 различными способами.
Решение
Пусть m = p1p2...pn, где p1, p2, ..., pn – различные нечётные простые числа. Будем решать уравнение x² – y² = m в натуральных числах. Это уравнение приводится к виду (x – y)(x + y) = p1p2...pn, откуда следует, что сомножитель x – y есть произведение нескольких чисел (возможно ни одного, в этом случае x – y = 1) из набора p1, p2, ..., pn, а сомножитель x + y есть произведение оставшихся чисел из этого набора. При этом сомножителю x – y соответствует меньшее произведение. Таким образом, каждому решению (x, y) соответствует разбиение множества из n чисел на два подмножества.
Наоборот, пусть есть некоторое разбиение чисел p1, p2, ..., pn на два подмножества. Обозначим через t и s (t < s) произведения чисел в этих подмножествах (t ≠ s, поскольку числа p1, p2, ..., pn различны). Тогда найдётся единственная пара натуральных чисел
для которой x – y = t и x + y = s (x и y натуральные, так как t и s нечётны).
Итак, число представлений m в виде разности квадратов двух натуральных чисел равно числу способов разбить множество из n элементов на два подмножества, то есть 2n–1 (в два раза меньше числа 2n всех подмножеств).
Ответ
Ответ задачи отсутствует
Чтобы оставлять комментарии, войдите или зарегистрируйтесь