Консультация № 182605
23.03.2011, 19:07
45.27 руб.
0 6 1
Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос:Найдите все натуральные значения n такие,что число n^4+64^n является составным.Заранее благодарен.

Обсуждение

Неизвестный
24.03.2011, 09:52
общий
Есть решение для всех n, не кратных 5.
Если есть мысли, как справиться с этим случаем - присоединяйтесь.
Неизвестный
24.03.2011, 10:09
общий
Очевидно, что при четных n данное выражение дает составное число.
Значит, надо рассмотреть только нечетные n.

Рассмотрим n как выражение 10k+t, где t = 1, 3, 5, 7, 9.

(10k+1)4=(10k)4+4(10k)3+6(10k)2+4(10k)+1[$8801$]1 mod 10
(10k+3)4=(10k)4+4(10k)3*3+6(10k)2*32+4(10k)*33+34[$8801$]1 mod 10
(10k+7)4=(10k)4+4(10k)3*7+6(10k)2*72+4(10k)*73+74[$8801$]1 mod 10
(10k+9)4=(10k)4+4(10k)3*9+6(10k)2*92+4(10k)*93+94[$8801$]1 mod 10

Т.о., n4[$8801$]1 mod 10 для рассмотренных n.

64n=26n
Если n=10k+1, то 6n mod 4 = 2
Если n=10k+3, то 6n mod 4 = 2
Если n=10k+7, то 6n mod 4 = 2
Если n=10k+9, то 6n mod 4 = 2

В любом случае 6n имеет остаток 2 при делении на 4. Но т.к. 24m+2[$8801$]4 mod 10, то 64n[$8801$]4 mod 10 для рассмотренных n.

Отсюда имеем: n4+64n[$8801$](1 mod 10)+(4 mod 10) = 5 mod 10, т.е. делится на 5.

Поэтому данное выражение дает в результате составное число для всех n, не кратных 5.
Неизвестный
24.03.2011, 10:22
общий
Что могу сказать про нечетные числа, кратные 5.

Прямая проверка n=5 дала составное число 1073742449 = 82595573 * 13.

Обозначим n=10k+5.
Тогда:
Ak=64n=260k+30

При этом Ak mod 13 = 12 при всех k.

Однако Bk=n4 = 1 mod 13 не при всех k.
Я нашел следующие значения k:
0, 2, 10, 12, 13 и 15.

При этом n= 5, 25, 105, 125, 135, 155.

Дальше получаются очень большие выражения, Excel не справляется.
64n растет очень быстро, 6415>1027, что опять же не позволяет посчитать выражение в Excel.

Неизвестный
24.03.2011, 10:55
общий
это ответ
Здравствуйте, Тимофеев Алексей Валентинович!
Данное представление нарурального числа дает составное число при всех n (при n=1 получим 65=13*5).
Действительно, если n=2*k (k=1,2,...) - четное число, то получим число 24k4+642k, которое делится нацело на 4, 8, 16.
Если n - нечетное число, то преобразуем представление n^4+64^n=n^4+2^{6n} числа к виду

Легко видеть, что при нечетных n=2k-1 (k=1,2,...) показатель (3n+1)/2=3k-1 - натуральное число и каждый из сомножителей является натуральным числом.
Легко также установить, исследовав решения квадратного неравенства относительно n (дискриминант D=4-23n+1<0 всегда)

что оно выполняеся при всех нечетных n, что означает корректное представление числа в виде произведения.
Таким образом, выражение n4+64n - составное число при любых натуральных n.
5
Неизвестный
24.03.2011, 14:03
общий
Для справки: пакет Mathematica 6 анализирует простоту чисел вида n^4+64^n для n от 1 до 10000 за 27 мин. Если же n<=4000, то время затрачивается от 0,031 c. до 34 c.
И все же, без аналитики не обойдешься. Хотя, может быть, задачу можно свести к перебору конечного числа случаев. Я не думал об этом.
С уважением
Неизвестный
24.03.2011, 17:27
общий
Ну так его ж еще надо скачивать и устанавливать...
А эксель всегда под рукой.
Не догадался на множители разложить, посчитал, что в лоб получится. Однако кратные 5 числа оказались крепким орешком...
Форма ответа