Назад

Олимпиадная задача: разбиение степеней двойки и целые корни уравнения

Задача

Сколькими способами числа 20, 21, 2&sup2, ..., 22005 можно разбить на два непустых множества A и B так, чтобы уравнение  x&sup2 – S(A)x + S(B) = 0,  где S(M) – сумма чисел множества M, имело целый корень?

Решение

  Если  x1x2  – корни уравнения, то  x1, x2 N  и  x1 + x2 = S(A),  x1x2 = S(B),  поэтому   (x1 + 1)(x2 + 1) = S(B) + S(A) + 1 = 1 + 2 + 4 + ... + 22005 + 1 = 22006.   Значит,  x1 + 1 = 2kx2 + 1 = 22006–k,  где k может принимать значения 1, 2, ..., 1003.

  Наоборот, пусть x1, x2 – числа такого вида. Тогда они являются корнями уравнения  x&sup2 – px + q = 0,  где  p = 2k + 22006–k – 2,  q = 22006 – 1 – p.

  Но число p имеет единственное разложение в сумму различных степеней двойки, и в этом разложении степени двойки не превосходят 22005, а двоичное разложение q содержит 1 на тех местах, где у числа p – нули, так как  p + q = 22006 – 1.  Итак, для каждого k от 1 до 2003 существует единственное разбиение  (A, B),  дающее указанные корни x1 и x2.

Ответ

1003 способами.

Чтобы оставлять комментарии, войдите или зарегистрируйтесь

Комментариев нет