2014-03-08
Докажите, что наименьшее общее кратное натуральных чисел #1, 2, \cdots, 2n-1, 2n# совпадает с наименьшим общим кратным чисел
#n +1 , n+2, \cdots, 2n.#.
Решение:
Имеются две возможности: #n = 2n_{1}# и #n = 2n_{1}+1.# Если #n = 2n_{1}# то, рассмотрев набор чисел
#1, 2, \cdots, n_{1}, n_{1} +1, \cdots, 2n_{1}, 2n_{1} + 1, 2 \cdot (n_{1} + 1), \cdots, 4n_{1},#
можно заметить, что
#\text{НОК}(n_{q} + 1, n_{1} + 2, \cdots, 2n) = \text{НОК}(n + 1, n + 2, \cdots, 2n).# (Действительно, числа #n_{1} + 1, n_{1} + 2, \cdots, 2n_{1}# в два раза меньше соответствующих чисел #2n_{1} + 2, 2n_{1} + 4, \cdots, 4n_{1}# , входящих в набор #n+1, n+2, \cdots, 2n)#
Если #n = 2n_{1} + 1,# то, рассмотрев набор чисел
#1,2, \cdots, n_{1}, n_{1} + 1, \cdots, 2n_{1} + 2, 2 \cdot (n_{1} + 1), \cdots, 2 \cdot (2n_{1} + 1),#
можно заметить, что
#\text{НОК} (n_{1} + 1, n_{1} +2, \cdots, 2n) = \text{НОК} (n + 1, n +2, \cdots, 2n).#
(Действительно, числа #n_{1} + 1, n_{1} +2, \cdots, 2n_{1} +1# в два раза меньше соответствующих чисел #2n_{1} + 2, 2n_{1} + 4, \cdots, 4n_{1} + 2.# входящих в набор #n + 1, n + 2, \cdots, 2n#.
Для #n_{1}# вновь имеются две возможности: и #n_{1} = 2n_{2}# Тогда можно (аналогично рассмотренным выше случаям) заметить, что
#n_{1} = 2n_{2} + 1.#
И так далее.
В итоге получим конечную убывающую последовательность натуральных чисел #\text{НОК} (n_{1} + 1, n_{1} +2, \cdots, 2n) = \text{НОК} (n + 1, n + 2, \cdots, 2n). #
Причем для каждого #n > n_{1} > n_{2} > n_{3} > \cdots# из этой последовательности будет выполняться:
#\text{НОК} (n_{i+1} + 1, n_{i+2} +2, \cdots, 2n) = \text{НОК} (n + 1, n +2, \cdots, 2n).#
При #n_{i} = 1# получим
#\text{НОК} (2, \cdots, 2n) = \text{НОК} (n+1, n+2, \cdots, 2n),#
а значит, наименьшее оощее кратное чисел #1, 2, \cdots, 2n - 1, 2n# совпадает с наименьшим общим кратным чисел #n + 1, n + 2, \cdots, 2n#