2020 AIME I 第 9 题
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9.
设 为 的正整数因数的集合。从集合 中独立随机选取三个数,并按选取顺序记为 、、。同时满足 整除 且 整除 的概率为 ,其中 与 是互质正整数。求 。
Let be the set of positive integer divisors of Three numbers are chosen independently and at random from the set and labeled and in the order they are chosen. The probability that both divides and divides is where and are relatively prime positive integers. Find
小提示:
因为 ,要求 整除 且 整除 ,就表示每个质数的指数都形成一个非递减三元组。
Since requiring to divide and to divide says each prime’s exponents form a non-decreasing triple.
大提示:
非递减三元组就是可重组合: 的指数有 种选择, 的指数有 种选择。
Non-decreasing triples are multisets: choices for the exponents of and for
解答:
写 ,所以每个 ,其中 、;共有 个因数,并且两个质数的指数是独立均匀选取的。 整除 且 整除 这两个条件成立,当且仅当 且 。
从 个值中选出的非递减三元组对应大小为 的可重组合,数量为 。因此概率为
因为 与 互质,所以分数已是最简形式,。
Write so each with and there are divisors, and the exponents of the two primes are chosen independently and uniformly. The conditions that divides and divides hold exactly when and
Non-decreasing triples from a set of values correspond to multisets of size counted by So the probability is
Since shares no factor with the fraction is in lowest terms and
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