Условие
Среди всех решений уравнения , где , , — натуральные числа, причём , найдите такое, при котором принимает наименьшее значение. В ответе укажите соответствующее значение .
О задаче · 10 класс
Разложи на простые множители. Каким должен быть , чтобы получился квадрат? куб? Какой вариант дешевле? В модели подбирай и смотри на столбики простых множителей. Ниже можно сверить ответ — значение .
Записать идеюЕсть запись
Личный черновик для заметок и расчётов. Он никуда не отправляется и не проверяется.
Черновик не сохраняется: текст только в этой вкладке.
Черновик изменён в другой вкладке. Твой текущий текст пока сохранён здесь, автоматическая запись остановлена.
Исследуй задачу
Самостоятельное исследованиеСтолбики простых множителей
Пробуй свои варианты. Разбор останется закрытым.
Исследуй задачу
Столбики простых множителей
При каком наименьшем x все столбики режутся на одинаковое число равных слоёв?
Если модель не открылась (выключен JavaScript или страница загрузилась не полностью), условие, подсказки и разбор доступны и без неё.
Подсказка для решения без модели
Если модель не открылась, попробуй так. Разложи 3 930 400 на простые множители и выпиши показатели. Какие показатели получатся после умножения на 34? на 10? Когда все они делятся на одно и то же число больше 1?
Подсказка 1
. Число является -й степенью натурального числа ровно тогда, когда все показатели в его разложении на простые множители делятся на .
Подсказка 2
Для квадрата показатели надо сделать чётными, для куба — кратными трём. Сравни нужные множители. Почему при множитель заведомо больше? Когда найден, — корень -й степени из .
Разобрать решение по шагам
Разложим число на простые множители
, а . Поэтому
Равенство означает, что в разложении каждый простой множитель входит в степени, кратной (у все показатели — показатели , умноженные на ; и наоборот, если все показатели делятся на , число — -я степень).
Какой x нужен для каждого z
Лишние простые множители в только увеличивают его, поэтому наименьший состоит из двоек, пятёрок и семнадцатых: , и числа , , должны делиться на . Каждый показатель поднимаем до ближайшего кратного .
: , , — нужен .
: , , — нужен .
: показатель пятёрки должен быть хотя бы , то есть и .
Наименьший x и соответствующий y
Любой подходящий при делится на , при — на , при — на . Значит, наименьший , и он годится только для куба:
Показатели имеют наибольший общий делитель , поэтому при других представлений с нет: , .
Проверка
. Перебор от до не даёт ни одной точной степени (тест модели проверяет это и единственность при наименьшем во всех версиях). Другие официальные версии: — квадрату нужен множитель , кубу , ответ ; — квадрату , кубу , ; — квадрату , кубу , .
(при , ).
Ответ
(при , ).
Главная идея
Nx — z-я степень, когда все показатели в разложении делятся на z; сравниваем самые дешёвые множители для z = 2, 3 и z ⩾ 4, а y находим как корень.
«Число, умноженное на x, — точная степень» — разложение на простые множители и делимость показателей.
Где легко ошибиться
Остановиться на квадрате (x = 34) и ответить y = 11 560 вместо сравнения с кубом; ответить значением x вместо y; забыть, что при z ⩾ 4 нужно поднимать показатель пятёрки.
Источник и авторство
Олимпиада «Физтех» · математика · 10 класс · 2024/25 · отборочный этап, первый тур (1 попытка). Задача 1, версия с ID 3578 — первая в официальном файле; другие версии этого номера (ID 3588, 3589, 3590) можно выбрать в модели.
Официальные условия (PDF организатора, стр. 1) ↗ · Ответы и решения организатора ↗ · Архив заданий олимпиады ↗
Условие — из официального файла организатора. Подсказки, решение и модель — Popov Academy. Авторское решение записано до знакомства с решениями организатора; затем ответ совпадает с ответом организатора («Решения М10 1 попытка 2024», стр. 1 ↗: ID 3578: 340; ID 3588: 520; ID 3589: 198; ID 3590: 260.). Сверены все четыре официальные версии этого номера.
Тема, знания и приёмы
Делимость и простые множители · Нужна школьная база
- Разложение на простые множители
- Показатели степени при возведении в степень
Приёмы решения: Разложение на множители · Разбор случаев