Από πολλαπλάσια του 3 σε πολλαπλάσια του 7

Συντονιστές: cretanman, Demetres, polysot, socrates, silouan

Mihalis_Lambrou
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 18372
Εγγραφή: Κυρ Δεκ 21, 2008 2:04 am

Από πολλαπλάσια του 3 σε πολλαπλάσια του 7

#1

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Mihalis_Lambrou »

Πόσοι από τους αριθμούς

1,

1+3,

1+3+3^2,

1+3+3^2+3^3,

...

1+3+3^2+3^3+...+3^{2024}

είναι πολλαπλάσια του 7;

Δεν χρειάζεται να ξέρει κανείς, και δεν μπορεί να χρησιμοποιήσει, τον τύπο για το άθροισμα των όρων γεωμετρικής προόδου.

Ετικέτες:
ΔΗΜΗΤΡΗΣ ΙΩΑΝΝΟΥ
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 4830
Εγγραφή: Τρί Αύγ 31, 2010 10:37 pm
Τοποθεσία: Ιστιαία Ευβοίας

Re: Από πολλαπλάσια του 3 σε πολλαπλάσια του 7

#2

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από ΔΗΜΗΤΡΗΣ ΙΩΑΝΝΟΥ »

Mihalis_Lambrou έγραψε: Παρ Σεπ 27, 2024 12:10 pm Πόσοι από τους αριθμούς

1,

1+3,

1+3+3^2,

1+3+3^2+3^3,

...

1+3+3^2+3^3+...+3^{2024}

είναι πολλαπλάσια του 7;

Δεν χρειάζεται να ξέρει κανείς, και δεν μπορεί να χρησιμοποιήσει, τον τύπο για το άθροισμα των όρων γεωμετρικής προόδου.
Παρατηρούμε ότι το πρώτο πολλαπλάσιο του \displaystyle{7} είναι ο αριθμός:

\displaystyle{1+3+3^2 +3^3 +3^4 +3^5} , (που ισούται με \displaystyle{364 = 7 . 52})

διότι, εύκολα διαπιστώνουμε ότι κανείς από τους αριθμούς : \displaystyle{1 , 1+3 , 1+3+3^2 , 1+3+3^2 +3^3 , 1+3+3^2 +3^3 +3^4}

δεν είναι πολλαπλάσιος του \displaystyle{7}.

Συνεπώς, ο επόμενος κατά σειρά αριθμός μας που είναι πολλαπλάσιος του \displaystyle{7} είναι ο:

\displaystyle{(1+3+3^2 + . . . +3^5)+(3^6 +3^7 + . . . +3^{11})}, (που ισούται με : \displaystyle{7.52 +3^{1 . 6}.7.52})

Ο τρίτος κατά σειρά, είναι ο:

\displaystyle{(1+3+3^2 +. . . +3^5)+(3^6 +3^7 . . . +3^{11})+(3^{12}+3^{13}+ . . . +3^{17})} , (που ισούται με: \displaystyle{7.52 +3^{1 . 6}.7.52 +3^{2 . 6}.7.52}

.....
.....
.....

Ο τελευταίος κατά σειρά είναι ο:

\displaystyle{7.52 +3^{1 . 6}.7.52 + 3^{2 . 6}.7.52 + . . . +3^{336 . 6}.7.52}

Συνεπώς το πλήθος που ζητάμε είναι \displaystyle{337}
Nikitas K.
Δημοσιεύσεις: 300
Εγγραφή: Δευ Νοέμ 06, 2023 6:01 pm
Τοποθεσία: Ρόδος

Re: Από πολλαπλάσια του 3 σε πολλαπλάσια του 7

#3

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Nikitas K. »

Το μοτίβο των υπολοίπων των δυνάμεων του 3 με το 7 είναι 1,3,2,6,4,5

Κατά την διαίρεση με το 7 το:
πρώτο άθροισμα αφήνει υπόλοιπο 1
δεύτερο άθροισμα αφήνει υπόλοιπο 4 διότι 1+3=4
τρίτο άθροισμα αφήνει υπόλοιπο 6 διότι 1+3+2=6
τέταρτο άθροισμα αφήνει υπόλοιπο 5 διότι 1+3+2+6=12
πέμπτο άθροισμα αφήνει υπόλοιπο 2 διότι 1+3+2+6+4=16
έκτο άθροισμα δέν αφήνει υπόλοιπο διότι 1+3+2+6+4+5=21

Αφού σε κάθε περίοδο 6 γραμμών μόνο 1 άθροισμα είναι πολλαπλάσιο του 7 και επειδή έχουμε 2025 γραμμές, συνεπάγεται ότι 337 αθροίσματα είναι πολλαπλάσια του 7
Νικήτας Κακούλλης
«Μέτρον ἄριστον» Κλεόβουλος Εὐαγόρου Λίνδιος
Nikitas K.
Δημοσιεύσεις: 300
Εγγραφή: Δευ Νοέμ 06, 2023 6:01 pm
Τοποθεσία: Ρόδος

Re: Από πολλαπλάσια του 3 σε πολλαπλάσια του 7

#4

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Nikitas K. »

Η παραπάνω άσκηση στη γενική της μορφή,

\displaystyle d\in\mathbb{Z}^{+}-\left\{1\right\},b,m\in\mathbb{N}\wedge \forall x\in\mathbb{Z}^{+} A(x):= \left\{y\in\left\{0,1,\dots,x\right\} | ~ d\mid \sum_{i=0}^{y\mod(d-1)}\left(b^i\mod d\right)\right\} διότι

\displaystyle \sum_{i=0}^{x} b^i\equiv\left(\sum_{i=0}^{x\mod(d-1)}\left(b^i \mod d\right)\right) (\mod d)


\displaystyle \Rightarrow \left|A(m)\right| = \left|A(d-2)\right|\cdot \left\lfloor\frac{m+1}{d-1}\right\rfloor + \left|A\left( ((m+1)\mod(d-1) ) - 1\right)\right|

Αλλιώς, S_{n+1}:= S_n + 3^{n+1}, ~ S_0 := 1

\displaystyle \forall i \in \mathbb \{0,1,\dots,\left\lfloor \frac{m+1}{d-1}\right \rfloor  - 1 \} ~ \forall j \in \mathbb \{ 0,1,\dots, d-2\} ~ S_{(d-1)i + j} \equiv S_j {(m+1)}(\mod {(d))}

\displaystyle \forall i \in \mathbb\{ 0,1,\dots, ({(m+1)}\mod {(d-1)})-1\}~ S_{(d-1)\left\lfloor\frac{m+1}{d-1}\right\rfloor + i} \equiv S_i (\mod d)

Στις πρώτες \left\lfloor \frac{m+1}{d-1}\right \rfloor γραμμές εμφανίζονται \left| \left\{i \in \mathbb \{ 0,1,\dots, d-2\}| ~d\mid S_i\right\} \right| \cdot \lfloor\frac{m+1}{d-1}\rfloor πολλαπλάσια του d καi στις υπόλοιπες {(m+1)}\mod {(d-1)})-1 γραμμές εμφανίζονται \left|\{i \in \mathbb\{ 0,1,\dots, ({(m+1)}\mod {(d-1)})-1\} |~ d \mid S_i \}\right| πολλαπλάσια του d συνολικά είναι

\left| \left\{i \in \mathbb \{ 0,1,\dots, d-2\}| ~d\mid S_i\right\} \right| \cdot \lfloor\frac{m+1}{d-1}\rfloor + \left|\{i \in \mathbb\{ 0,1,\dots, ({(m+1)}\mod {(d-1)})-1\} |~ d \mid S_i \}\right|

Κώδικας: Επιλογή όλων

public class GeometricSeriesDivisibility {
	final static int BASE = 9, DIVISOR = 13, MAX_POW = 2024;
	final static int[] PATTERN = new int[DIVISOR - 1];
	public static void main(String[] args) {
		for (int i = 0; i < PATTERN.length; i++)
			PATTERN[i] = (int) Math.pow(BASE, i) % DIVISOR;
		int sum = 0, quantity = 0, leq_quantity = 0;
		for (int x : PATTERN) {
			sum += x;
			quantity = sum % DIVISOR == 0 ? ++quantity : quantity;
		}
		sum = 0;
		for (int i = 0; i < (MAX_POW + 1) % PATTERN.length; i++) {
			sum += PATTERN[i];
			leq_quantity = sum % DIVISOR == 0 ? ++leq_quantity : leq_quantity;
		}
		System.out.print(quantity * ((MAX_POW + 1) / PATTERN.length) + leq_quantity);
	}
}
Νικήτας Κακούλλης
«Μέτρον ἄριστον» Κλεόβουλος Εὐαγόρου Λίνδιος
Mihalis_Lambrou
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 18372
Εγγραφή: Κυρ Δεκ 21, 2008 2:04 am

Re: Από πολλαπλάσια του 3 σε πολλαπλάσια του 7

#5

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Mihalis_Lambrou »

Πολλή ωραία η ιδέα να μελετήσεις το γενικότερο πρόβλημα. Έτσι εργάζονται συχνότατα τα Μαθηματικά.

'Ομως άλλη μία φορά θα σου συστήσω να μην κάνεις τα εύκολα, δύσκολα. Όλα τα παραπάνω γίνονται ευκολότερα και απλούστερα γράφοντας ένα προγραμματάκι (με loop) για εύρεση των 1\le a \le N, \, 1\le p \le m, \, d|\sum_{k=0}^p a^k. Τόσο απλά.

Όπως σύστησα ήδη,
Mihalis_Lambrou έγραψε: Δευ Σεπ 30, 2024 7:21 pm ... Σου συνιστώ, λοιπόν, όταν γράφεις για απλά πράγματα, το στυλ γραφής πρέπει να είναι αναλόγως απλό. Να μην φαίνεται περισπούδαστο και βαθύ όταν δεν είναι.
Δίνω έμφαση στην τελευταία πρόταση. Όπως και να είναι, μπράβο για τις Μαθηματικές σου ανησυχίες.
Nikitas K.
Δημοσιεύσεις: 300
Εγγραφή: Δευ Νοέμ 06, 2023 6:01 pm
Τοποθεσία: Ρόδος

Re: Από πολλαπλάσια του 3 σε πολλαπλάσια του 7

#6

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Nikitas K. »

Απλά να διευκρινίσω ότι στα προγράμματα δουλεύουμε σε περιορισμένο εύρος αριθμών. Π.χ. Για Java ισχύουν αυτά εδώ Primitive Data Types

Εφαρμόζοντας την τεχνική σας προγραμματιστικά στην παραπάνω άσκηση δημιουργεί πολλά αθροίσματα που ξεπερνάνε τα παραπάνω εύρη τιμών. Εξού η πολυπλοκότητα του προγράμματος.
Νικήτας Κακούλλης
«Μέτρον ἄριστον» Κλεόβουλος Εὐαγόρου Λίνδιος
Mihalis_Lambrou
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 18372
Εγγραφή: Κυρ Δεκ 21, 2008 2:04 am

Re: Από πολλαπλάσια του 3 σε πολλαπλάσια του 7

#7

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Mihalis_Lambrou »

Nikitas K. έγραψε: Τετ Οκτ 02, 2024 8:21 am Απλά να διευκρινίσω ότι στα προγράμματα δουλεύουμε σε περιορισμένο εύρος αριθμών.
To έλαβα υπόψη αυτό, γι' αυτό έχω τα N και m σε αυτό που προτείνω.
Απάντηση

Επιστροφή στο “Άλγεβρα - Θεωρία Αριθμών - Συνδυαστική (Juniors) - Παλαιότερες Συζητήσεις”

Μέλη σε σύνδεση

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