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24 votos

El conjunto {1,2,3,,n}, donde n5, se puede dividir en dos subconjuntos para que la suma de los primeros es igual al producto de la segunda

Un compañero mío me mostró hoy este problema, tomado de una de 7mo grado del concurso de matemáticas :

Deje que A={1,2,3,,n}; (donde n5) demostrar que A se puede dividir en dos subconjuntos disjuntos tales que la suma de los elementos en el primer subconjunto es igual al producto de los elementos en el segundo subconjunto.

Este ha sido desconcertante para mí 15 minutos ya, pero estoy seguro de que hay un sencillo, fácil manera de hacerlo, ya que es un 7º grado problema, aunque yo no lo vea.

¿Alguien puede arrojar algo de la sabiduría aquí ?

24voto

benji Puntos 1552

Va por la suposición de que por una extraña n el producto de 1,(n1),(na) es igual a la suma del resto de los números, tenemos 1(n1)(na)=n(n+1)21(n1)(na)

la solución de este da a=n+12

Ahora para completar los n5, tenemos
na=n122 Por lo tanto, los números de 1,n1,n son distintos.

Una similar de la asunción, incluso para n con 1,n,(na) da 1n(na)=n(n+1)21n(na) y la solución es a=n+22

Y para incluso n6 tenemos na=n222 Y por lo tanto los números de 1,n,n son distintos.

13voto

HappyEngineer Puntos 111

Siempre se puede hacer con el producto de tres elementos, uno de ellos 1.

1+2+3+4++n=n(n+1)/2

Encontrar a,b, de modo que n(n+1)/2(1+a+b)=ab. Esto es fácil de hacer desde 1+a+b+ab=(1+)(1+b).

Así, cuando $$ n impar, elegir a=n1,b=n12. E. g., para n=7, lo que da 136=2+4+5+7.

Para n incluso a=n,b=n22. Por ejemplo, n=6 produce a=6,b=2 y 126=3+4+5.

Cuando n<5, {a,b,1} no son distintas.

Es más difícil hacerlo en dos elementos en el producto. Entonces usted tendría ab=n(n+1)/2(a+b) o (1+)(1+b)=n2+n+22. De modo que deberá factor n2+n+22 en dos distintos números de n+1.

Usted puede hacer esto para n=17, por ejemplo, entonces n2+n+22=154=1114. por lo que a=10,b=13. Entonces de10\cdot 13 =1+2+3+4+5+6+7+8+9+11+12+14+15+16+17$$

La pregunta que surgió acerca de los productos de 4 números. Vamos a tratar de buscar respuestas simples, por lo que un producto de la forma 12ab=n(n+1)2(a+b+1+2) o:

2ab+a+b+3=n(n+1)2 se Multiplican ambos lados por 2 y se obtiene:

(2a+1)(2b+1)+5=n(n+1)

Así tenemos que el factor n(n+1)5 en dos números impares 2n+1. Por ejemplo, n=10 entonces n(n+1)5=105=157. Por lo que a=3,b=7. Entonces:

1237=4+5+6+8+9+10

Un ejemplo con el producto que contiene 5 elementos n=20, entonces:

12348=5+6+7+9+10++20

Un ejemplo con un producto de 4 números, ninguno igual a 1 (n=26):

23511=1+4+6+7+8+9+10+12++26

Otro con 4 en el producto:

35716=58592(3+5+7+16)

Podemos obtener arbitrariamente larga soluciones de productos. Usted puede demostrar que para n=k!k, vamos a A=k!2k, entonces:

123kA=(k!k)(k!k+1)2(1+2++k+A)

Por ejemplo:

4!8=20212(1+2+3+4+8)5!55=1151162(1+2+3+4+5+55)6!354=7147152(1+2+3+4+5+6+354)7!2513=503350342(1+2+3+4+5+6+7+2513)

Más generalmente, si {xi}i=1,,m son distintos a los enteros positivos con al menos uno incluso deja S=xi y P=xi. Entonces si S=k(k+1)2 k, entonces que A=P2k y n=Pk. Entonces:

Axi=n(n+1)2(x1++xm+A)

Para pequeñas colecciones de pequeños valores de xi esto no siempre dan un buen$$, pero en la mayoría de los casos, lo hace.

Por ejemplo, 5+10=5(5+1)2. Para n=45 y A=20, y usted recibe 51020=45462(5+10+20)

Esto significa que siempre podemos ampliar cualquier x1,,xm, con una mayor de xm+1 entonces m+1i=1xi es un número triangular, y luego encontrar el arriba. En efecto, podemos escribir una fórmula explícita. Si $S=\sum_{i=1}^m x_i$ y $P=\prod_{i=1}^m x_i$, a continuación, puede definir \begin{align}x_{m+1}&=2S(S-1)\\x_{m+2}&=PS(S-1)-2+1\\n&=2PS(S-1)-2+1.\end{align}$$

6voto

ploosu2 Puntos 2403

Esto no se puede hacer para n = 4.

No un elemento de la parte del producto. Dos elementos en el lado del producto no. (1 * 2 = 2\neq 7, 1 * 3 = 3\neq 8, 1 * 4\neq6, 2 * 3 = 6\neq 4, 2 * 4, ) Seguramente no funciona para los tres elementos en el lado del producto.

No funciona. N\geq 5, sin duda parece ser cierto. Lo que he encontrado hasta ahora:

1*2*4 = 3+5    
1*2*6 = 3+4+5    
1*3*6 = 2+4+5+7    
1*3*8 = 2+4+5+6+7    
1*4*8 = 2+3+5+6+7+9    
6*7 = 1+2+3+4+5+8+9+10    
1*5*10 = 2+3+4+6+7+8+9+11    
1*5*12 = 2+3+4+6+7+8+9+10+11    
1*6*12 = 2+3+4+5+7+8+9+10+11+13    
1*6*14 = 2+3+4+5+7+8+9+10+11+12+13    
1*7*14 = 2+3+4+5+6+8+9+10+11+12+13+15    
1*7*16 = 2+3+4+5+6+8+9+10+11+12+13+14+15    
10*13 = 1+2+3+4+5+6+7+8+9+11+12+14+15+16+17    
1*8*18 = 2+3+4+5+6+7+9+10+11+12+13+14+15+16+17    
1*9*18 = 2+3+4+5+6+7+8+10+11+12+13+14+15+16+17+19    
1*9*20 = 2+3+4+5+6+7+8+10+11+12+13+14+15+16+17+18+19    
1*10*20 = 2+3+4+5+6+7+8+9+11+12+13+14+15+16+17+18+19+21    
1*10*22 = 2+3+4+5+6+7+8+9+11+12+13+14+15+16+17+18+19+20+21    
1*11*22 = 2+3+4+5+6+7+8+9+10+12+13+14+15+16+17+18+19+20+21+23    
1*11*24 = 2+3+4+5+6+7+8+9+10+12+13+14+15+16+17+18+19+20+21+22+23    
1*12*24 = 2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+13+14+15+16+17+18+19+20+21+22+23+25    
15*21 = 1+2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12+13+14+16+17+18+19+20+22+23+24+25+26    
1*13*26 = 2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12+14+15+16+17+18+19+20+21+22+23+24+25+27    
1*13*28 = 2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12+14+15+16+17+18+19+20+21+22+23+24+25+26+27    
1*14*28 = 2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12+13+15+16+17+18+19+20+21+22+23+24+25+26+27+29    
1*14*30 = 2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12+13+15+16+17+18+19+20+21+22+23+24+25+26+27+28+29    
1*15*30 = 2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12+13+14+16+17+18+19+20+21+22+23+24+25+26+27+28+29+31    
1*15*32 = 2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12+13+14+16+17+18+19+20+21+22+23+24+25+26+27+28+29+30+31    
1*16*32 = 2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12+13+14+15+17+18+19+20+21+22+23+24+25+26+27+28+29+30+31+33    
1*16*34 = 2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12+13+14+15+17+18+19+20+21+22+23+24+25+26+27+28+29+30+31+32+33    
1*17*34 = 2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12+13+14+15+16+18+19+20+21+22+23+24+25+26+27+28+29+30+31+32+33+35    
22*28 = 1+2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12+13+14+15+16+17+18+19+20+21+23+24+25+26+27+29+30+31+32+33+34+35+36    
21*31 = 1+2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12+13+14+15+16+17+18+19+20+22+23+24+25+26+27+28+29+30+32+33+34+35+36+37    
1*18*38 = 2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12+13+14+15+16+17+19+20+21+22+23+24+25+26+27+28+29+30+31+32+33+34+35+36+37    
1*19*38 = 2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12+13+14+15+16+17+18+20+21+22+23+24+25+26+27+28+29+30+31+32+33+34+35+36+37+39    
1*19*40 = 2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12+13+14+15+16+17+18+20+21+22+23+24+25+26+27+28+29+30+31+32+33+34+35+36+37+38+39    
1*20*40 = 2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12+13+14+15+16+17+18+19+21+22+23+24+25+26+27+28+29+30+31+32+33+34+35+36+37+38+39+41    
1*20*42 = 2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12+13+14+15+16+17+18+19+21+22+23+24+25+26+27+28+29+30+31+32+33+34+35+36+37+38+39+40+41    
1*21*42 = 2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12+13+14+15+16+17+18+19+20+22+23+24+25+26+27+28+29+30+31+32+33+34+35+36+37+38+39+40+41+43    
1*21*44 = 2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12+13+14+15+16+17+18+19+20+22+23+24+25+26+27+28+29+30+31+32+33+34+35+36+37+38+39+40+41+42+43    
27*36 = 1+2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12+13+14+15+16+17+18+19+20+21+22+23+24+25+26+28+29+30+31+32+33+34+35+37+38+39+40+41+42+43+44+45    
1*22*46 = 2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12+13+14+15+16+17+18+19+20+21+23+24+25+26+27+28+29+30+31+32+33+34+35+36+37+38+39+40+41+42+43+44+45    
1*23*46 = 2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12+13+14+15+16+17+18+19+20+21+22+24+25+26+27+28+29+30+31+32+33+34+35+36+37+38+39+40+41+42+43+44+45+47    
1*23*48 = 2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12+13+14+15+16+17+18+19+20+21+22+24+25+26+27+28+29+30+31+32+33+34+35+36+37+38+39+40+41+42+43+44+45+46+47    

Para n = 39, encontré estas particiones de 7:

1*19*38 = 2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12+13+14+15+16+17+18+20+21+22+23+24+25+26+27+28+29+30+31+32+33+34+35+36+37+39    
1*25*29 = 2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12+13+14+15+16+17+18+19+20+21+22+23+24+26+27+28+30+31+32+33+34+35+36+37+38+39    
3*7*35 = 1+2+4+5+6+8+9+10+11+12+13+14+15+16+17+18+19+20+21+22+23+24+25+26+27+28+29+30+31+32+33+34+36+37+38+39    
4*11*17 = 1+2+3+5+6+7+8+9+10+12+13+14+15+16+18+19+20+21+22+23+24+25+26+27+28+29+30+31+32+33+34+35+36+37+38+39    
5*10*15 = 1+2+3+4+6+7+8+9+11+12+13+14+16+17+18+19+20+21+22+23+24+25+26+27+28+29+30+31+32+33+34+35+36+37+38+39    
2*6*7*9 = 1+3+4+5+8+10+11+12+13+14+15+16+17+18+19+20+21+22+23+24+25+26+27+28+29+30+31+32+33+34+35+36+37+38+39    
1*3*4*7*9 = 2+5+6+8+10+11+12+13+14+15+16+17+18+19+20+21+22+23+24+25+26+27+28+29+30+31+32+33+34+35+36+37+38+39    

Muy buena pregunta!

3voto

Anthony Shaw Puntos 858

La suma de todos los números es \sum_{k=1}^nk=\frac{n(n+1)}2\etiqueta{1} Vamos a encontrar a y b a fin de que \overbrace{\left(\sum_{k=1}^nk\right)-a-b-1}^{\text{suma de todos pero $a$, $b$ y $de$1}}=\overbrace{\vphantom{\left(\sum_1^n\right)}1ab}^{\text{producto}}\etiqueta{2} Es decir, tenemos que encontrar a y b a fin de que \begin{align} \frac{n(n+1)}2 &=\overbrace{ab}^{\text{producto}}+\overbrace{a+b+1}^{\text{suma}}\\ y=(a+1)(b+1)\etiqueta{3} \end{align} y (3) puede ser resuelto mediante la (a,b)=\left\{\begin{array}{} \left(\frac{n-1}2,n-1\right)&\text{si $n$ es impar}\\ \left(n,\frac{n-2}2\right)&\text{si $n$ es aún}\\ \end{array}\right.\la etiqueta{4} Por lo tanto, el producto de 1, a y b es la suma del resto de los números desde 1 n.

Si n\ge5, entonces a,b\ge2, de modo que no interfieran con 1.


Ejemplos

Con n=5, a=\frac{5-1}2=2 y b=5-1=4 para 1\cdot2\cdot4=3+5

Con n=6, a=6 y b=\frac{6-2}2=2 para 1\cdot2\cdot6=3+4+5

Con n=7, a=\frac{7-1}2=3 y b=7-1=6 para 1\cdot3\cdot6=2+4+5+7

Con n=8, a=8 y b=\frac{8-2}2=3 para 1\cdot3\cdot8=2+4+5+6+7

2voto

PdotWang Puntos 644

Por alguna extraña n y n\geq5 siempre se puede encontrar el elemento antes de la última, y el elemento antes de que el centro del elemento, y el primer elemento. A continuación, mueva los 3 elementos para la configuración del producto.

Por ejemplo: n=5, mover 1,2,4. Si: n=7, mover 1,3,6.

Para cualquier n y n\geq6 siempre se puede encontrar el último elemento y el elemento justo antes de los 2 productos del centro, y el primer elemento. A continuación, mueva los 3 elementos para la configuración del producto. Esa es la solución.

Por ejemplo: n=6, mover 1,2,6. Si: n=8, mover 1,3,8.

para n=3, mover 3. Parece que este es un caso especial.

Para la prueba, tenemos las siguientes relaciones:

Por: n=impar

A la izquierda: {1\over2}n(n+1)-(n-1)-{(n-1)\over2}-1={1\over2}(n-1)^2 A la derecha: (n-1){(n-1)\over2}={1\over2}(n-1)^2

Por: n=

A la izquierda: {1\over2}n(n+1)-n-({n\over2}-1)-1={1\over2}n(n-2) A la derecha: n({n\over2}-1)={1\over2}n(n-2)

Nota: Si tan sólo queremos dar una respuesta a la pregunta, luego la de arriba está bien. Pero en general, necesitamos saber (1) ¿cuántos elementos para moverlos? (2) Que los mueva. No podemos asumir que debe ser de 3 elementos, y 1 y (n-1) debe estar dentro de las opciones. Además no sabemos si es la única solución. Podemos necesidad de la prueba.

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