SOLVED — IMO 2023 Problem 1
প্রিয় গণিত ইশকুলের বন্ধুরা, আশাকরি সবাই ভালো আছো। তোমরা জানো এবছর জাপানের চিবায় ৬৪ তম আন্তর্জাতিক গণিত অলিম্পিয়াড অনুষ্ঠিত হয়। সেখানে মোট ৬ টি সমস্যা সমাধান করার জন্য দেওয়া হয়েছিল। আজকের এই পর্বে আমরা ১ম সমস্যার সমাধান দেখব।
নিচের শর্ত মেনে চলে এমন সকল যৌগিক n > 1 বের কর: যদি {d1, d2, … ... dk}, n এর সকল উৎপাদকের সেট হয়, যেখানে, 1 = d1 < d2 < d3 < ... ... < dk = n। তাহলে, 1 ≤ i ≤ (k – 2) এর জন্য di | di+1 + di+2।
প্রথমত, n = pl (যেখানে p একটি মৌলিক সংখ্যা এবং l > 1 অখন্ড সংখ্যা) কাজ করে। কেননা সেক্ষেত্রে—
· {d1, d2, … ... dk} = {1, p, … … pl}
· di = pi - 1 | pi + pi + 1 = di + 1 + di + 2
এরপর আমরা কন্ট্রাডিকশন দিয়ে প্রমাণ করব এটি ছাড়া আর কোনো মান কাজ করে না। এজন্য প্রথমে ধরি, n > 1 একটি যৌগিক সংখ্যা, যার উৎপাদক সংখ্যা k এবং মৌলিক উৎপাদক সংখ্যা দুই বা ততোধিক । এখানে,
dk - 2 |dk - 1 + dk এবং dk - 2 |dk । অর্থাৎ, dk - 2 | dk - 1।
এখন ধরি, n-এর সবচেয়ে ছোট মৌলিক উৎপাদক q । তার মানে, d2 = q।
এখন, n = d1 × dk = d2 × dk - 1 = d3 × dk - 2
∴ dk - 1/dk - 2 = d3/d2
যেহেতু, dk - 2 | dk - 1 তাই, d2 | d3
∴ d2 = q | d3
⇾ d2 | d3 + d4
⇾ q | d3 + d4
⇾ q | d4
এখন আমরা আরোহ পদ্ধতি ব্যবহার করব। মনে করি, q | dx এবং q | dx - 1।
∴ dx - 1 |dx + dx + 1
⇾ q | dx + dx + 1
⇾ q | dx + 1
এখান থেকে বলা যায়, 1 ছাড়া n এর সকল উৎপাদক, q দ্বারা বিভাজ্য। কিন্তু এটা সত্যি নয়, কারন n-এর আরেকটি মৌলিক উৎপাদক বিদ্যমান।
সুতরাং, প্রদত্ত সমস্যার একমাত্র সমাধান: n = pl (যেখানে p একটি মৌলিক সংখ্যা এবং l > 1 অখণ্ড সংখ্যা )।