E1-011 设k和l为正整数.证明:存在整数M,使得当n>M时,
【题说】1992年澳大利亚数学奥林匹克题4.
(2k+1)n+(2l+1)n≡1+2kn+1+2ln(mod 4)
=2n(k+l)+2
要使2n整除(2k+1)n+(2l+1)n,n必为奇数. 此时
(2k+1)n+(2l+l)n=(2k+2l+2)[(2k+1)n-1-(2k+1)n-2.
(2l+1)+…+(2l+1)n-1]
上式右端第二个因式是n个奇数的代数和,因而是奇数.所以,2n整除(2k+1)n+(2l+1)n的充要条件是2n整除2(k+l+1).
E1-012 (1)考虑20的平方,它与20有着相同个数的非零数字.问除了10、20、30以外,是否存在一个两位数,它的平方与它有相同个数的非零数字?如果你认为存在,找出它,如果你认为不存在,证明你的结论.
(2)问除了100、200、300以外,是否存在一个三位数,使它的平方数与它有相同个数的非零数字?
【题说】 1992年英国数学奥林匹克题1.
【解】(1)设n是满足题意的两位数,个位数字不为0,则n2具
55,64,71,78,84,90,95均不满足题意. 所以,满足题意的两位数不存在.
(2)显然,245满足题意,因为2452=60025.
E1-013 设n是奇数.试证:存在2n个整数.a1,a2,…,an;b1,b2,…,bn,使对任一整数k,0<k<n,下列3n个数
ai+ai+1,ai+bi,bi+bi+k
(i=1,2,…,n;其中an+1=a1,bn+j=bj,0<j<n)被3n除所得余数互不相同.
【题说】1993年中国数学奥林匹克(第八届数学冬令营)题1. 【证】取ai=3i,bi=3i+1(1≤i≤n),则
ai+ai+1=6i+3 ai+bi=6i+1
显然,6i+3,6j+1,6t+3k+2,或6t+3k-3n+2,除以3余数分别为0,1,2.因此它们被3n除后余数各不相同.
在1≤i≤j≤n时,(6j+3)-(6i+3)=6(j-i).因为n是奇数,0<j-i<n,所以6(j-i)不被3n整除,即6j+3与6i+3被3n除,余数不同.
同样,在1≤i<j≤n时,6j+1与6i+1被3n除,余数不同.6j+3k+2或6j+3k-3n+2与6i+3k+2或6i+3k-3n+2被3n除,余数不同.
因此,所取的ai,bi(1≤i≤n)符合要求.
E1-014 是否存在自然数n,使n!的前四位为1993? 【题说】1993年德国数学奥林匹克(第二轮)题4. 【解】答案是肯定的.
取N=1000100000,当n=N,N+1,…时,考虑数n!的前4位的
过不多于10次的乘法运算后将增加1.所以,数n!前四位将跑遍所有的四位数,其中当然会有1993.
E1-015 证明:在任给的8个不同的实数x1,x2,…,x8中,至少存在两个实数xi和xj使得不等式
成立.
【题说】1994年四川省高中数学联赛题2.
互不相同,且
两个θi和θj使得
即
E1-016 对于任何正整数k,f(k)表示集合{k+1,k+2,…,2k}内在二进制表示下恰有3个1的所有元素的个数.
(a)求证:对于每个正整数m,至少存在一个正整数k,使得f(k)=m.
(b)确定所有正整数m,对每一个m,恰存在一个 k满足f(k)=m.
【题说】第三十五届(1994年)国际数学奥林匹克题3.本题由罗马尼亚提供.
【解】k=1,2,3时,f(k)=0.k=4=(100)2时,f(k)=1. 若k+1的二进制表示中恰有三个1,那么2(k+1)的二进制表示中也恰有三个1,所以f(k+1)≥f(k).当且仅当2k+1的二进制表示恰有三个1时,f(k+1)=f(k)+1,即k=(100…0100…0)2 [包括k=(10…01)2在内]时,f(k+1)=f(k)+1.由于这样的k有无穷多个,所以f(k)从1逐一增加至无穷(即(a)成立).并且仅在k=(10…010)2时,f(k),f(k+1)连续(比
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