Назад
Задача

Найдите все возрастающие арифметические прогрессии с конечным числом членов, сумма которых равна 1, а каждый член имеет вид 1/k, где k натуральное.

Решение

Решение 1:   Пусть 1/m – наибольший член прогрессии. Тогда в прогрессии более m членов (иначе сумма меньше 1). С другой стороны, разность прогрессии

d1/m1/m+1 = 1/m(m+1),  поэтому членов не более  m + 1.  Итак, число членов равно  m + 1,  а среднее арифметическое всех членов равно  1/m+1.  Поскольку только один член прогрессии больше среднего арифметического, в прогрессии не более трёх членов. Поэтому  m + 1 = 3,  а сама прогрессия –  1/6, 1/3, 1/2.

Решение 2:   Домножив на НОК знаменателей, получим возрастающую арифметическую прогрессию {ai} из n натуральных чисел, сумма S которой делится на каждый член. Члены этой прогрессии, очевидно, не имеют общего делителя, значит, её разность d взаимно проста с каждым членом. Разберём два случая.

  1)  n = 2k.  Тогда  S = n/2 (ak + ak+1) = nak+1kd,  откуда kd, а поэтому и k кратно ak+1. Но это невозможно, так как  ak+1 > k.

  2)  n = 2k + 1.  Тогда  S = nak+1 = nak + nd,  откуда  n = 2k + 1  кратно ak. Но поскольку  ak ≥ k,  это возможно только при  ak = k = 1.  Отсюда единственный ответ:  1/6, 1/3, 1/2.

Ответ

1/6, 1/3, 1/2.

Чтобы оставлять комментарии, войдите или зарегистрируйтесь

Комментариев нет