$\not \in\mathbb{Z}$

Her kan brukere av forum utfordre hverandre med morsomme oppgaver og nøtter man ønsker å dele med andre. Dette er altså ikke et sted for desperate skrik om hjelp, de kan man poste i de andre forumene, men et sted for problemløsing på tvers av trinn og fag.

Moderatorer: Vektormannen, espen180, Aleks855, Solar Plexsus, Gustav, Nebuchadnezzar, Janhaa

Svar
Gustav
Tyrann
Tyrann
Innlegg: 4563
Registrert: 12/12-2008 12:44

Vis at $\frac{1}{2}+\frac{1}{3}+\frac{1}{4}+\cdots +\frac{1}{n}$ ikke kan være et heltall for noen naturlige tall $n>1$.
Brahmagupta
Guru
Guru
Innlegg: 628
Registrert: 06/08-2011 01:56

La først n være partall, da finnes det i følge Bertrands postulat et primtall mellom n og halvparten av n (n/2 større enn 3).
Kall dette primtallet p.

Setter uttrykket på felles brøkstrek slik at nevneren er n fakultet.

[tex]\Large\frac{\frac{n!}2+\frac{n!}3+\cdots+\frac{n!}{p}+\cdots+\frac{n!}{n}}{n!}[/tex]

Her er alle ledden i teller heltall. I nevneren finnes faktoren p. I tillegg finnes faktoren p
i alle leddene i teller unntatt et, det leddet som blir til av [tex]\frac1{p}[/tex]. Det betyr at for at uttrykket skal være heltall må dette leddet ha en annen faktor som
er delelig med p, men dette er umulig siden p er større enn halvparten av n og uttrykket kan ikke være heltall siden på ikke kan forkortes bort.

Hvis n er oddetall kan man finne et primtall mellom n+1 og halvparten av dette og samme argument holder.
Gustav
Tyrann
Tyrann
Innlegg: 4563
Registrert: 12/12-2008 12:44

Ser riktig ut. Litt annerledes enn den løsningen jeg kom frem til: La $p$ være det største naturlige tallet slik at $2^p$ deler n!. La $q$ være det største tallet slik at det fins en (unik) heltallig $0<m\leq n$ som er delelig med $2^q$. Da er $p>q$ dersom $n>3$. Nevneren $n!$ vil da være delelig med $2^{p-q+1}$, og alle leddene i telleren unntatt $\frac{n!}{m}$ vil være delelig med $2^{p-q+1}$.
Svar