Простыми преобразованиями эту задачу не решить, будем использовать арифметику остатков.
1-ое свойство, которое понадобится
То есть мы спокойно можем заменить каждое слагаемое сравнимым с ним по модулю m. То есть каждое слагаемое в нашей сумме будем рассматривать отдельно.
2-ое свойство, которое нам понадобится:
То есть довольно аналогичная вещь в произведении
На нашем примере все увидим
Находим остатки по модулю 31
Рассматриваем первое слагаемое. Просто двойка не годится, нам нужно найти ближайшее к 31 число, превосходящее его (иногда там в отрицательные числа залезаем, например, , но сейчас это не нужно), нам повезло, это 32
Учитываем, что , получаем
То есть остаток от деления первого слагаемое на 31 получился равным 10. Прекрасно, аналогично со вторым
Остаток 21, чудесно. Выполняем последний шаг.
То есть остаток от деления исходного числа на 31 равен 0, следовательно, исходное число делится на 31, что и требовалось доказать.
10 сек.
Объяснение:
Длина замкнутой трассы S = 120 м. Есть три машинки.
Их скорости v1 = 12 м/с, v2 = 24 м/с, v3 = (v1+v2)/2 = (12+24)/2 = 18 м/с.
Первая машинка проезжает каждый круг за:
t1 = S/v1 = 120/12 = 10 сек.
И сделала n кругов.
Третья подождала время t, а затем проезжает каждый круг за:
t3 = S/v3 = 120/18 = 20/3 сек = 6 2/3 сек.
И сделала k кругов.
Вторая машинка подождала такое же время t после старта третьей, и 2T после старта первой, а затем проезжает каждый круг за:
t2 = S/v2 = 120/24 = 5 сек.
И сделала m кругов.
И в итоге все три машинки приехали к месту старта одновременно.
Время их пути:
T = 10n = 2t + 5m = t + 20/3*k
Так как числа 10n и 2t + 5m очевидно целые, то ясно, что k кратно 3.
Пусть k = 3, тогда:
2t + 5m = t + 20/3*3 = t + 20
t + 5m = 20
Наименьшее целое m = 1, тогда t = 20 - 5m = 20 - 5 = 15 сек.
10n = t + 20 = 15 + 20 = 35, тогда n нецелое, не подходит.
Возьмем m = 2, тогда t = 20 - 5m = 20 - 5*2 = 10 сек.
Время второй машинки:
T = 2t + 5m = 2*10 + 5*2 = 20 + 10 = 30 сек.
Время третьей машинки:
T = t + 20/3*k = 10 + 20/3*3 = 10 + 20 = 30 сек.
10n = T + 20 = 10 + 20 = 30
n = 30/10 = 3.
Время первой машинки:
T = 10n = 10*3 = 30 сек.
В итоге они все три встретились на старте через 30 сек.