На доске написано несколько различных натуральных чисел. Известно, что для любых двух различных чисел a и b из этого набора их сумма a + b делится на модуль
а) Может ли на доске быть ровно 3 числа?
б) Может ли на доске быть ровно 100 чисел?
в) Найдите наименьшее значение S, если на доске написано 4 числа.
а) Да. Например, на доске могут быть
б) Докажем методом математической индукции, что существует набор чисел, в котором НОД любых двух чисел равен их разности. В таком наборе сумма любых двух чисел делится на их разность, поскольку каждое из слагаемых делится на нее. В качестве базы индукции подойдет набор из чисел 2 и 3.
Допустим, такой набор чисел построен, причем
Пусть
тогда рассмотрим набор
Докажем, что он подходит. Для такого набора верно
В самом деле, для любого i
и для любых
поскольку кратно ai, а потому и
в) Набор
Пусть в наборе есть число 1, тогда для любого другого числа a из набора получаем, что кратно
В таком случае
откуда
или
Следовательно, в таком наборе может быть не более трех чисел.
Пусть в наборе есть число 2, тогда для любого другого числа a из набора получаем, что кратно
В таком случае
откуда либо
либо
либо
Следовательно, в таком наборе будут
Если же в наборе нет ни единицы, ни двойки, то сумма чисел в нем
Ответ: а) да; б) да; в) 15.

