Evolved Slave II [872525] · MS 2019 (수정됨) · 쪽지

2021-08-04 10:44:39
조회수 443

아까 자작 해설

게시글 주소: https://orbi.kr/00038916300

문제 원본: https://orbi.kr/00038916112


크게 해설이 정수론을 조금이라도 배워본 학생과 그러지 않은 학생 사이에서 갈릴 것 같은데 둘 다 써보죠. Sol 2)가 처음 생각했던 풀이입니다.



Sol 1) 좌변의 p^m은 소수 p만을 소인수로 가지므로 우변인

(p+1)²+1=p²+2p+2도 p의 배수이어야 한다. 그럼,


p²+2p+2=p(p+2)+2에서, 2가 p의 배수임을 알 수 있으므로 이를 만족하는 소수 p는 2로 유일하다. 


p=2를 대입 시 2^m=10에서, 이를 만족하는 자연수 m이 존재하지 않음을 알 수 있으므로 해당 식을 만족하는 순서쌍 (m,p)는 존재하지 않는다.




Sol 2) m=1부터 대입해보자.

p=(p+1)²+1=p²+2p+2에서, 

0=p²+p+2


각 항이 죄다 양수이므로 이는 성립하지 않는다.


m=2를 대입하자.


p²=(p+1)²+1=p²+2p+2

0=2p+2


m=1일 때와 같은 원리로 성립하지 않는다.


m=3 이상 대입 시 고차방정식이 되므로 p²꼴에서 부등식을 생각해보자.


2p²-(p²+2p+2)=p²-2p-2에서, p=2에서 0의 값을 가지고 p>2에서 p²-2p-2>0이므로 이를 통해 부등식을 만들어 보자.


i) p=2

2^m=10에서, 이를 만족하는 자연수 m이 존재하지 않음을 알 수 있다.


ii) p>2

p^m=p²+2p+2<2p²

p²(p^(m-2)-2)<0


p>0이므로 p^(m-2)<2이어야 한다.

위에서 m>2임을 알 수 있으로 m-2>=1

p=p¹<=p^(m-2)<2


이는 p>2 가정에 모순이다. 따라서 이를 만족하는 순서쌍 (m,p)가 존재하지 않는다.



어떤 쪽 풀이든 나름 간단한 논리로 증명이 가능해서 혼자 만들어놓고도 해설 쓰면서 재밌었네요.


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