Αξιοθαύμαστα ζεύγη

Συντονιστής: stranton

Άβαταρ μέλους
KARKAR
Δημοσιεύσεις: 17997
Εγγραφή: Τετ Δεκ 08, 2010 6:18 pm

Αξιοθαύμαστα ζεύγη

#1

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από KARKAR »

Βρείτε όλα τα ζεύγη (a , b) , με  a<b , των διψήφιων θετικών ακεραίων , των οποίων ο αριθμητικός

και ο γεωμετρικός μέσος , είναι επίσης - διψήφιοι ασφαλώς ! - ακέραιοι . Για τον έλεγχο :

Ποιο από τα παραπάνω ζεύγη δίνει την μεγαλύτερη και ποιο την μικρότερη διαφορά των δύο μέσων ;

Ετικέτες:
Άβαταρ μέλους
Ανδρέας Πούλος
Δημοσιεύσεις: 1509
Εγγραφή: Κυρ Μαρ 01, 2009 10:47 pm
Τοποθεσία: ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ

Re: Αξιοθαύμαστα ζεύγη

#2

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Ανδρέας Πούλος »

Πρέπει να είναι και οι δύο άρτιοι είτε και οι δύο περιττοί ώστε ο αριθμητικός τους μέσος να είναι ακέραιος.
Επίσης, αφού και ο γεωμετρικός τους μέσος είναι ακέραιος, ο b έχει μορφή 4a είτε 9a.
Άρα, τα ζεύγη ακεραίων (a, b) με a < b είναι τα εξής:
(10, 40)
(10, 90)
(11, 99)
(12, 48)
(14, 56)
(16, 64)
(18, 72)
(20, 80)
(22, 88)
(24, 96)
Η απάντηση στο δεύτερο ερώτημα τώρα είναι προφανής.
Άβαταρ μέλους
Demetres
Γενικός Συντονιστής
Δημοσιεύσεις: 9010
Εγγραφή: Δευ Ιαν 19, 2009 5:16 pm
Τοποθεσία: Λεμεσός/Πύλα
Επικοινωνία:

Re: Αξιοθαύμαστα ζεύγη

#3

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Demetres »

Υπάρχουν περισσότερα ζεύγη.

Αν d ο μέγιστος κοινός διαιρέτης των a και b τότε μπορούμε να γράψουμε a = dr, b = ds για κάποιος πρώτους μεταξύ τους ακεραίους r,s. Τότε ab = rsd^2 οπότε πρέπει ο rs να είναι τέλειο τετράγωνο. Αφού οι r,s είναι πρώτοι μεταξύ τους, πρέπει οι r και s να είναι τέλεια τετράγωνα. Αν d περιττός πρέπει επίσης οι r,s να είναι και οι δύο περιττοί. (Δεν γίνεται να είναι άρτιοι αφού είναι πρώτοι μεταξύ τους.)

Για d=1 έχουμε τα ζεύγη (25,49), (25,81), (49,81) .
Για d=2 έχουμε τα ζεύγη (18,32), (18,50), (18,98), (32,50),(32,98), (50,72), (50,98), (72,98).
Για d=3 έχουμε το ζεύγος (27,75).
Για d=4 έχουμε τα ζεύγη (16,36), (36,64).
Για d=6 έχουμε τα ζεύγη (24,54), (54,96).
Για d=8 έχουμε το ζεύγος (32,72).
Για d=10 έχουμε τα ζεύγη (10,40), (10,90), (40,90).
Για d=11 έχουμε το ζεύγος (11,99).
Για d=12,14,\ldots,24 έχουμε τα ζεύγη (12,48), (14,56), (16,64),(18,72),(20,80),(22,88),(24,96) αντίστοιχα.

Για το ζεύγος (18,32) η διαφορά αριθμητικού και γεωμετρικού μέσου είναι ίση με 1. Αυτή είναι και η μικρότερη διαφορά. Δεν μπορούμε να έχουμε διαφορά 0 διότι είναι γνωστό ότι για διαφορετικούς αριθμούς ο αριθμητικός μέσος είναι μεγαλύτερος του γεωμετρικού. (Δείτε και πιο κάτω όπου ουσιαστικά θα το αποδείξουμε.)

Για το ζεύγος (11,99) η διαφορά αριθμητικού και γεωμετρικού μέσου είναι ίση με 22. Δεν μπορούμε να έχουμε μεγαλύτερη. Πράγματι έχουμε

\displaystyle  \Delta = \frac{a+b}{2} - \sqrt{ab} = \frac{(\sqrt{b} - \sqrt{a})^2}{2}

Αν a \geqslant 11, τότε \displaystyle \Delta \leqslant \frac{(\sqrt{99} - \sqrt{11})^2}{2} = 22
Αν a = 10, τότε \displaystyle \Delta \leqslant \frac{(\sqrt{90} - \sqrt{10})^2}{2} = 20

Άρα η μέγιστη διαφορά είναι το 22.

Σημείωση: Έγινε διόρθωση λανθασμένης φοράς ανισοτήτων.
Απάντηση

Επιστροφή στο “ΑΛΓΕΒΡΑ Α'”

Μέλη σε σύνδεση

Μέλη σε αυτήν τη Δ. Συζήτηση: Δεν υπάρχουν εγγεγραμμένα μέλη και 1 επισκέπτης