2019 AMC 12A 第 24 题
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24.
在 到 之间(含端点),有多少个整数 使得 是整数?(规定 。)
For how many integers between and inclusive, is an integer? (Recall that )
小提示:
用 比较分子和分母中素数 的指数
Compare the exponent of a prime in numerator and denominator using
大提示:
失败要求 是素数幂 ,且
Failure requires to be a prime power with
解答:
固定一个质数 。由勒让德公式,分子中 的指数减去分母中该质数的指数为 若 是 除以 的余数,则第 个加项为 。
令 。前 个加项都是 。如果 不是 的幂,写成 ,其中 。当 时,下一个加项至少为 ,其后各项都非负;当 时,所有加项本来就非负。因此除非 是 的幂,否则 。
当 时,勒让德公式将条件化为 。在不超过 的质数幂中,这个条件恰好在 (即 为质数)以及 时失败。不超过 的质数共有 个,再加上 ,共 个失败值。因此有 个 满足条件。
因此,正确答案是 D。
Fix a prime By Legendre’s formula, the difference between the exponent of in the numerator and its exponent in the denominator is If is the remainder of modulo the th summand is
Let The first summands are If is not a power of write with When the next summand is at least and all later summands are nonnegative; when every summand is already nonnegative. Thus unless is a power of
For Legendre’s formula reduces the requirement to Among prime powers at most this fails exactly when (so is prime) and when There are primes at most plus giving failures. Hence values of work.
Thus, the correct answer is D.
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