Рассматриваются конечные непостоянные арифметические прогрессии, состоящие из натуральных чисел, которые не имеют простых делителей, отличных от 2 и 3.
а) Может ли в этой прогрессии быть три числа?
б) Какое наибольшее количество членов может быть в этой прогрессии?
а) В такой прогрессии может быть три члена: например, 2, 4, 6.
б) В такой прогрессии может быть четыре члена: например, 1, 2, 3, 4.
Предположим, что существует такая арифметическая прогрессия, состоящая не менее чем из пяти членов. Рассмотрим любые пять её последовательных членов. Разделим каждый член на наибольший общий делитель всех пяти членов. Поскольку разности соседних членов уменьшатся в одинаковое число раз, полученные числа также образуют арифметическую прогрессию, удовлетворяющую условию задачи. Заметим, что числа
не могут все быть четными или все делиться на 3.
Если разность этой прогрессии делится на 3, то в ней не может быть члена, делящегося на 3 (иначе все члены прогрессии делятся на 3), поэтому все члены прогрессии являются степенями двойки. Поскольку все члены не могут быть четными, получаем, что среди них присутствует 1. Но в этом случае разность прогрессии нечётна, поэтому чётные и нечётные члены прогрессии чередуются, а нечётных степеней двойки, отличных от 1, не существует.
Пусть теперь разность прогрессии d не делится на 3. Тогда если делится на 3, то члены
и
не делятся на 3, а
делится на 3. Аналогично, если
делится на 3, то из чисел
на 3 будет делиться только
Наконец, если
делится на 3, то ни одно из чисел
не делится на 3. Значит, найдутся два последовательных члена прогрессии, являющиеся степенями двойки.
Если оба эти члена четны, то и все члены прогрессии чётны, чего не может быть. Поэтому одно из этих чисел - единица. Единица может стоять в прогрессии только на первом или пятом месте, в этом случае на 3 делится только поскольку единица — один из двух последовательных членов прогрессии, являющихся степенями двойки. Тогда
являются степенями двойки. Разность прогрессии
значит, она чётна и все члены прогрессии чётны, чего не может быть.
Ответ: а) да; б) 4.

