Considerem la següent suma de fraccions: $$ \frac{1}{1} + \frac{1}{2}+\ldots +\frac{1}{2022}+\frac{1}{2023}$$
Si escrivim aquesta suma com una fracció irreductible $\frac{p}{q}$, quina és la potència de $2$ més gran que divideix a $q$?
Us deixo la successió dels valors de la resposta si canviem la suma donada per $1/1+\cdots + 1/n$.
Pels valors de $n$:..............................$1$,$2$,$3$,$4$,$5$,$6$,$7$,$8$,$9$...
tenim les següents potències:......$1$,$2$,$2$,$4$,$4$,$4$,$4$,$8$,$8$...
Trobeu un patró?
La resposta correcta és $1024$, la potència de $2$ més gran menor que $2023$, que per tant és la més gran que apareix com denominador de una de les fraccions de la suma. Demostrem-ho.
Si considerem el mínim comú múltiple de $1,2,3,4,5,\ldots,2023$ i l'anomenem $m$, podem escriure la suma com $x/m$. Multiplicant la suma per $m$ tenim: $$ x = m+\frac{m}{2}+\frac{m}{3}+\ldots+\frac{m}{1024}+\ldots+\frac{m}{2023}$$
Sabem que $m$ és múltiple de $1024$ i com que cap número entre $1$ i $2023$ és múltiple de $2\cdot 1024$, $1024$ és la potència de $2$ més gran que divideix $m$. A més, totes les fraccions $m/k$, on $k\neq 1024,k\leq 2023$, són parelles, perquè el numerador sempre té més factors de $2$ que el denominador. És a dir: $$ x = m+\frac{m}{2}+\ldots+\frac{m}{1024}+\ldots+\frac{m}{2023} = \textrm{PARELL}+\textrm{PARELL}+\ldots+\textrm{SENAR}+\ldots+\textrm{PARELL} = \textrm{SENAR} $$
Aleshores tenim que $x$ és senar. I ja quasi està: $x/m$ no necessàriament està simplificada, però si dividim entre el màxim comú divisor de $x$ i $m$ arribem a $x'/m'$, que sí està simplificada. Com que el màxim comú divisor és senar, $m'$ encara serà múltiple de $1024$ i no de cap altra potència de $2$.
En conclusió, la resposta és $\boxed{1024}$.
Classificació 2n d'ESO
Estudiants que cursen 2n d'ESO
o un curs inferior.
Medalla | # | Usuari | Data | |
---|---|---|---|---|
Or | Hypergg2000 | Hypergg2000 | 12 de gener de 2023 a les 13:45 | 12/01/2023 |
Or | Nachulus | Nachulus | 31 de gener de 2023 a les 16:20 | 31/01/2023 |
Bronze | EloiOrigami | EloiOrigami | 6 de gener de 2023 a les 12:11 | 06/01/2023 |
Xocolata | SansUDR | SansUDR | 31 de gener de 2023 a les 17:15 | 31/01/2023 |
Classificació oberta
Usuaris que ja han superat
2n d'ESO.
Medalla | # | Usuari | Data | |
---|---|---|---|---|
Or | arakelov | arakelov | 7 de gener de 2023 a les 21:04 | 07/01/2023 |
Or | mellamanhy | mellamanhy | 31 de gener de 2023 a les 18:09 | 31/01/2023 |
Plata | Oriol47 | Oriol47 | 1 de gener de 2023 a les 22:13 | 01/01/2023 |
Plata | JABorrás | JABorrás | 2 de gener de 2023 a les 10:31 | 02/01/2023 |
Plata | montserrat... | montserrat.muria | 21 de gener de 2023 a les 18:14 | 21/01/2023 |
Xocolata | fakeone | fakeone | 12 de gener de 2023 a les 13:03 | 12/01/2023 |