2013 AMC 10B 第 20 题

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20.

数 20132013 被表示为 2013=a1!a2!⋯am!b1!b2!⋯bn!,2013 = \frac {a_1!a_2!\cdots a_m!}{b_1!b_2!\cdots b_n!}\text{,} 其中 a1≥a2≥⋯≥ama_1 \ge a_2 \ge \cdots \ge a_m 且 b1≥b2≥⋯≥bnb_1 \ge b_2 \ge \cdots \ge b_n 都是正整数,并且 a1+b1a_1 + b_1 尽可能小。求 ∣a1−b1∣|a_1 - b_1|。

The number 20132013 is expressed in the form 2013=a1!a2!⋯am!b1!b2!⋯bn!,2013 = \frac {a_1!a_2!\cdots a_m!}{b_1!b_2!\cdots b_n!}, where a1≥a2≥⋯≥ama_1 \ge a_2 \ge \cdots \ge a_m and b1≥b2≥⋯≥bnb_1 \ge b_2 \ge \cdots \ge b_n are positive integers and a1+b1a_1 + b_1 is as small as possible. What is ∣a1−b1∣?|a_1 - b_1|?

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答案:B
知识点:阶乘质因数分解
难度评级:2060
小提示:

分子必须含有因子 6161。

The numerator must include a factor of 6161

大提示:

小于 6161 的不需要素数,尤其是 5959,必须由分母抵消。

Any unwanted prime below 6161, especially 5959, must be canceled from the denominator

解答:

2013=3⋅11⋅612013=3\cdot11\cdot61,所以分子必须含因子 6161,从而 a1≥61a_1\ge61。

但 61!61! 还含有素因子 5959,而 20132013 中没有这个因子,所以分母必须含因子 5959,从而 b1≥59b_1\ge59。

因此 a1+b1≥120a_1+b_1\ge120。这个下界可以达到:2013=61! 11! 3!59! 10! 5!2013=\frac{61!\,11!\,3!}{59!\,10!\,5!}。

所以 ∣a1−b1∣=61−59=2|a_1-b_1|=61-59=2,正确答案是 B。

The prime factorization is 2013=3⋅11⋅612013=3\cdot11\cdot61, so the numerator must contain a factor of 6161. Hence a1≥61a_1\ge61.

But 61!61! also contains the prime factor 5959, which is not in 20132013, so the denominator must contain a factor of 5959. Hence b1≥59b_1\ge59.

The lower bound a1+b1≥120a_1+b_1\ge120 is attainable because 2013=61! 11! 3!59! 10! 5!2013=\frac{61!\,11!\,3!}{59!\,10!\,5!}.

Thus ∣a1−b1∣=61−59=2|a_1-b_1|=61-59=2, and the correct answer is B .

第 19 题#19
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