1983 AIME 第 8 题

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8.

求下列整数的最大 22 位素因数:n=(200100)n=\binom{200}{100}

What is the largest 22-digit prime factor of the integer n=(200100)?n=\binom{200}{100}?

答案:61
知识点:勒让德公式质数质因数分解
难度评级:2440
小提示:

对素数 p>50p>50,比较 pp200!200! 中的指数与它在 100!100! 中指数的两倍

For a prime p>50,p>50, compare the exponent of pp in 200!200! with twice its exponent in 100!100!

大提示:

67679999 的素数会抵消,而从 51516666 的素数不会

Primes from 6767 through 9999 cancel; primes from 5151 through 6666 do not

解答:

对素数 p>50p>50,有 p2>200p^2>200,所以 vp((200100))=200p2100p \begin{aligned} v_p\left(\binom{200}{100}\right) &=\left\lfloor\frac{200}{p}\right\rfloor\\ &\quad-2\left\lfloor\frac{100}{p}\right\rfloor \end{aligned}\text{。}67p<10067\leq p<100,该式为 22=02-2=0;若 50<p6650<p\leq66,该式为 32=13-2=1。因此没有大于 6666 的素数整除该二项式系数,而 50506666 之间的每个素数都能整除它。其中最大的素数是 6161

For a prime p>50,p>50, we have p2>200,p^2>200, so vp((200100))=200p2100p. \begin{aligned} v_p\left(\binom{200}{100}\right) &=\left\lfloor\frac{200}{p}\right\rfloor\\ &\quad-2\left\lfloor\frac{100}{p}\right\rfloor. \end{aligned} If 67p<100,67\leq p<100, this is 22=0.2-2=0. If 50<p66,50<p\leq66, it is 32=1.3-2=1. Hence no prime greater than 6666 divides the binomial coefficient, while every prime between 5050 and 6666 does. The largest such prime is 61.61.

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