2014 AIME II 第 15 题
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15.
对任意整数 ,令 为不整除 的最小素数。定义整数函数 :若 ,则该函数值为所有小于 的素数的乘积;若 ,则 。设序列 由 和 ()定义。求满足 的最小正整数 。
For any integer let be the smallest prime which does not divide Define the integer function to be the product of all primes less than if and if Let be the sequence defined by and for Find the smallest positive integer such that
答案:149
解答:
按顺序列出素数为 、、。每个 都是无平方因子的,所以它由整除它的素数集合决定。我们断言这个集合编码了 的二进制表示:若 ,其中 ,则 。
的确,假设 ,并令 为使 的最小下标。则 ,而 ,这正是对应末尾 位的素数乘积(当 时 )。所以 会去掉末尾的一串 ,并插入 ,这正是二元加一。因为 对应 ,归纳证明了断言。
现在 ,对应二进制表示中位置 、、、 上的数字为一。因此 。
List the primes in order as Every is squarefree, so it is described by the set of primes dividing it, and we claim this set encodes in binary: if with then
Indeed, suppose and let be the smallest index with Then and is exactly the product of the primes for the trailing -bits (with when ). So removes the trailing ones and inserts — precisely adding in binary. Since corresponds to induction proves the claim.
Now which corresponds to binary digits at positions Hence
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