Math Problem Statement

Докажите, что число 2010!!+2009!! делится на 2011.

Solution

Задача состоит в том, чтобы доказать, что число 2010!!+2009!!2010!! + 2009!! делится на 2011.

Для начала определим, что такое двойной факториал:

  • n!!n!! — это произведение всех чисел с шагом 2 от 1 до nn, если nn нечётное, или от 2 до nn, если nn чётное. То есть, например:
    • 5!!=5×3×15!! = 5 \times 3 \times 1,
    • 6!!=6×4×26!! = 6 \times 4 \times 2.

Нам нужно показать, что 2010!!+2009!!2010!! + 2009!! делится на 2011. Для этого воспользуемся свойствами чисел и принципами теории чисел.

Шаг 1: Свойства двойных факториалов

Обозначим:

  • 2010!!=2010×2008××22010!! = 2010 \times 2008 \times \dots \times 2,
  • 2009!!=2009×2007××12009!! = 2009 \times 2007 \times \dots \times 1.

Таким образом, 2010!!2010!! и 2009!!2009!! — это произведения определённых чисел.

Шаг 2: Модуль 2011

Заметим, что 20112011 — это простое число. Это важное свойство, которое мы будем использовать в доказательстве.

Модуль числа 2010!!

Рассмотрим число 2010!!2010!! по модулю 2011. Поскольку 2011 — простое число, все числа от 1 до 2010 по модулю 2011 — это простые остатки, то есть все числа 1,2,,20101, 2, \dots, 2010 различны и могут быть приведены к числам от 1 до 2010.

Однако, поскольку 2010!!2010!! — это произведение чётных чисел, то по крайней мере одно из чисел в произведении будет кратно 2011 (например, само число 2010). Таким образом: 2010!!0(mod2011).2010!! \equiv 0 \pmod{2011}.

Модуль числа 2009!!

Аналогично рассмотрим число 2009!!2009!!. Это произведение нечётных чисел от 1 до 2009, то есть: 2009!!=2009×2007××1.2009!! = 2009 \times 2007 \times \dots \times 1. Поскольку 2011 — простое число, и 2009 и 2011 различны, то по теореме о малых числах (малая теорема Ферма) для любого числа aa, не кратного простому числу pp, выполняется равенство: ap11(modp).a^{p-1} \equiv 1 \pmod{p}. Таким образом, можно показать, что: 2009!!1(mod2011).2009!! \equiv -1 \pmod{2011}.

Шаг 3: Сумма

Теперь сложим два выражения:

2010!!+2009!!0+(1)1(mod2011).2010!! + 2009!! \equiv 0 + (-1) \equiv -1 \pmod{2011}.

Значит, сумма 2010!!+2009!!2010!! + 2009!! не делится на 2011. Однако, возможно, в задаче есть ошибка или недоразумение.


Если вам нужно больше пояснений или дальнейшее развитие задачи, я готов помочь!

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Double Factorial
Modular Arithmetic
Prime Numbers
Number Theory

Formulas

a^{p-1} ≡ 1 (mod p) (Fermat's Little Theorem)
2010!! ≡ 0 (mod 2011)
2009!! ≡ -1 (mod 2011)

Theorems

Fermat's Little Theorem

Suitable Grade Level

Grades 11-12