Назад
Задача

На бесконечной ленте выписаны в ряд числа. Первой идёт единица, а каждое следующее число получается из предыдущего прибавлением к нему наименьшей ненулевой цифры его десятичной записи. Сколько знаков в десятичной записи числа, стоящего в этом ряду на 9·10001000-м месте?

Решение

  Поскольку каждое число ряда, начиная со второго, больше предыдущего, 9·10001000-е его число больше 9·10001000, то есть в нём как минимум 3001 цифра. Обозначим n-е число ряда через an, и пусть k – наименьший номер, при котором в числе ak 3002 цифры.

  Рассмотрим числа от 0 до  103001 – 1,  не имеющие единиц в десятичной записи. Дополнив каждое слева нулями до 3001 знака, мы получим все последовательности длины 3001 из цифр, отличных от единицы. Таких последовательностей 93001. Значит, и среди чисел a1, ..., ak–1 (все они не превосходят  103001 – 1)  не более 93001 чисел, не имеющих единицы в десятичной записи .

  Рассмотрим теперь процесс получения числа ak из a1. На каждом из  k – 1  шагов прибавляется число от 1 до 9, причём количество шагов, на которых прибавляется не единица, не превосходит 93001. Значит,  103001 – 1 ≤ ak – a1 ≤ 9·93001 + 1·(k – 1 – 93001) = k – 1 + 8·93001,  откуда

k ≥ 103001 8·93001 > 9·103000.  Действительно, для этого достаточно доказать, что  8·93001 < 103000,   то есть что  (10/9)3000 > 72.  Но согласно неравенству Бернулли (см. задачу 130899)  (10/9)3000 > 1 + 3000/9 > 334.

  Итак, число с 3002 знаками появляется в последовательности далее указанного в условии места.

Ответ

3001 знак.

Чтобы оставлять комментарии, войдите или зарегистрируйтесь

Комментариев нет