Тема . ПитерГор (Санкт-Петербургская олимпиада)
Теория чисел на Питергоре
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела питергор (санкт-петербургская олимпиада)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#71931

Сумму

 2    2 ⋅5       2 ⋅5 ⋅...⋅2015
3⋅6 +3-⋅6-⋅9 +...+3-⋅6-⋅...⋅2019

записали в виде десятичной дроби. Найдите первую цифру после запятой.

Источники: СпбОШ - 2020, задача 11.4(см. www.pdmi.ras.ru)

Показать ответ и решение

Для начала упростим данную сумму. Каждое слагаемое запишем в виде разности

 2⋅5⋅...⋅(3k− 1)
3⋅6⋅9⋅...⋅(3k+-3) =

= 2⋅5⋅...⋅(3k−-1)⋅(3k+-3)− 2⋅5⋅...⋅(3k−-1)⋅(3k+-2)=
    3⋅6⋅9⋅...⋅(3k +3)       3⋅6⋅9⋅...⋅(3k+3)

= 2⋅5⋅...⋅(3k-− 1)− 2⋅5⋅...⋅(3k− 1)⋅(3k-+2)
   3⋅6⋅9⋅...⋅3k      3⋅6⋅9⋅...⋅(3k+ 3)

Тогда вся сумма телескопически сократится до разности крайних слагаемых

2  2⋅5⋅...⋅2018
3 − 3⋅6⋅...⋅2019

Решение 1.

Оценим вычитаемое. Заведем переменные

A = 1⋅3⋅6⋅...⋅2016,  B = 1⋅4⋅7⋅...⋅2017
   21⋅⋅54⋅⋅87⋅⋅......⋅⋅22001178      23⋅5⋅6⋅⋅89⋅⋅.....⋅.2⋅2001189
C = 3-⋅6-⋅9-⋅...⋅2019, D = 4⋅7⋅10⋅...⋅2020
             4⋅7⋅10-⋅...⋅2020-
         E = 5⋅8⋅11 ⋅...⋅2022

Мы хотим оценить величину числа C.

Поскольку a−1  -a-
 a  <a+1  при натуральных a,  выполняются неравенства A < B < C <D < E,  откуда

ABC  <C3 < CDE

Подставив в эти неравенства формулы для наших чисел и сократив дроби, получим

-1--   3  -2--
2019 <C  < 2022

Тогда

1   ∘--1-      ∘--2-   1
15-< 3 2019-<C < 3 2022-< 6

и значит,

1 < 2− 2⋅5⋅...⋅2018-< 3
2   3  3⋅6⋅...⋅2019   5

Таким образом, первая цифра после запятой исходного числа равна 5.

Решение 2.

Оценим с двух сторон выражение

                   (    )(     )  (       )
C = 2⋅5⋅8⋅...⋅2018-=  1− 1  1 − 1 ... 1− --1-   (∗)
    3⋅6⋅9⋅...⋅2019       3     6        2019

Для этого заметим, что

k − 1    1   (   1 )3      1      k
--k- =1 −k <  1− 3k  < 1− k+-1 = k-+1 (∗∗)

Действительно,

(     )
 1− -1 3 =1− 1 + 1--−--1-
    3k       k   3k2  27k3

поэтому левое неравенство очевидно. Для проверки правого достаточно установить, что

-12-− -13-= 9k-− 13-<--1---= 1 −--1-
3k   27k    27k    k(k+ 1)  k  k +1

последнее сразу видно после умножения на 27k3  и раскрытия скобок.

Неравенства (∗∗)  позволяют оценить произведение (∗)  сверху и снизу. Действительно,

((   1 )(   1) (   1)   (   -1-))3   1 2  3    673  -1-
  1 −3   1− 6   1− 9 ... 1− 2019    < 2 ⋅3 ⋅4 ⋅...⋅674 = 674

поэтому

C <-3√1--< √31--= 1< 1
     674    512   8  6

Аналогично

((   1) (   1)(   -1)   (   -1--))3  1  2 3     672-  1--
  1− 6   1− 9  1 −12  ... 1− 2019   > 2 ⋅3 ⋅4 ⋅...⋅673 = 673

Поэтому

C > 2 ⋅3√1-> 2 ⋅3√1--= 2 ⋅ 1=-2 >-1
   3   673  3   729  3  9  27  15

Итак, 1-<C < 1
15      6  и, значит, 1= 2− 1< 2 − C < 2− 1-= 3.
2  3  6  3      3  15  5

Ответ:

первая цифра после запятой равна 5

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное обучение
в Школково

Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!