2024 AIME II 第 14 题
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14.
设 为整数。若一个正整数 用 进制表示时恰好有两位,且这两位数字之和为 。则称它为 -eautiful。例如, 是 -eautiful,因为 ,且 。求最小的整数 ,使得存在超过十个 -eautiful 整数。
Let be an integer. Call a positive integer -eautiful if it has exactly two digits when expressed in base and these two digits sum to For example, is -eautiful because and Find the least integer for which there are more than ten -eautiful integers.
答案:211
解答:
一个 进制两位数为 ,其中 且 ,条件说 ,其中 。于是 ,所以 注意 。反过来,对任何满足 且 的 ,令 , 可得 且 , 因而恰好给出一个 -eautiful 整数 。所以数量等于满足 的 的个数。
令 。因为 与 互质,整除 的每个素数幂都必须整除 或 ,所以由中国剩余定理,模 有 个解,其中 为 的不同素因子个数。在代表元 中,只有 不在我们的范围内(而 符合),所以数量为 。
我们需要 ,即 。含有四个不同素因子的最小正整数是 ,所以最小的进制为 (此时有 个 -eautiful 整数)。
A two-digit number in base is with and and the condition says where Then so Note Conversely, for any with and setting and gives and hence exactly one -eautiful integer So the count equals the number of with
Let Since and are coprime, each prime power dividing must divide or so by the Chinese remainder theorem there are solutions modulo where is the number of distinct prime factors of Among the representatives only falls outside our range (and qualifies), so the count is
We need i.e. The smallest positive integer with four distinct prime factors is so the least base is (which has -eautiful integers).
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