Олимпиадная задача: разбиение степеней двойки и целые корни уравнения
Задача
Сколькими способами числа 20, 21, 2², ..., 22005 можно разбить на два непустых множества A и B так, чтобы уравнение x² – S(A)x + S(B) = 0, где S(M) – сумма чисел множества M, имело целый корень?
Решение
Если x1 ≤ x2 – 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 = 2k, x2 + 1 = 22006–k, где k может принимать значения 1, 2, ..., 1003.
Наоборот, пусть x1, x2 – числа такого вида. Тогда они являются корнями уравнения x² – 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