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小学奥数每日一题009 - 卡拉数学

 123xyz123 2022-03-05

题目:是否存在连续2020个自然数都不是质数?

这道题属是数论中的一个经典命题,证明的方法非常巧妙,只用一句话就可以说明。而且这里的2020可以修改为任何数字n,所以非常适合按年份来出题。

如果你想思考一下,可以暂停滚屏,思考1分钟后,再继续。


思路分析:

从2021!+2开始的2020个数都是合数,其中2021!表示2021的阶乘,即不大于2021的所有正整数相乘。

很多人看到这种方法都倍觉巧妙,但这种方法是如何想到的?这是我们今天剖析的重点。


考虑一个数什么时候是合数,然后把连续2020个数写为某种形式,让所有这种形式的数都满足合数的条件。

步骤1:

先考虑第一个问题,把连续2020个自然数写出来。

假设这些自然数中最小的是n,则所有自然数从小到大依次是:

n,n+1,n+2,…,n+2019。

注意到对正整数n和k,当k>1时,如果n是k的整数倍,则n+k也是k的整数倍,且n+k一定是合数。

想要让上面连续2020个数都是合数,自然想到利用合数的这个性质,

为了让满足k>1的条件,

可以假设n-2=a,则上面的2020个数可以写为:

a+2,a+3,a+4,……,a+2021。


步骤2:

再考虑第二个问题,考虑原题目的答案。

在步骤1的基础上继续思考,根据上面关于n+k是合数的性质,

如果a是2,3,4,…,2021的公倍数,则上述2020个数都是合数。

自然想到让a=2*3*4*…*2021=2021!,则a+2,a+3,a+4,……,a+2021都是合数。

所以原题的答案是存在。

注:这道题中把2020改为任意自然数n,

结论依然成立,只需要从(n+1)!+2开始的n个数即可。


你学会了吗?

有兴趣的读者可以考虑自行练习下面的扩展题

思考题:有没有一个自然数a,使a,a+4,a+8和a+12这4个数都是质数?


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