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第3問

k≥14k\ge14 を整数とし、pkp_k を kk より真に小さい最大の素数とする。pk≥3k/4p_k\ge3k/4 を仮定してよい。nn を合成数とする。(a) n=2pkn=2p_k なら nn は (n−k)!(n-k)! を割り切らず、(b) n>2pkn>2p_k なら nn は (n−k)!(n-k)! を割り切ることを証明せよ。
ステップ 4/5: ともに3以上の2因子を用いる
n=ab,a,b≥3,a,b≤n/3n=ab,\qquad a,b\ge3,\qquad a,b\le n/3
詳しい解説

それ以外では nn の奇素因子 aa を選び b=n/ab=n/a とする。b≥3b\ge3 かつ b≠ab\ne a なら、名前を a≤ba\le b と選べば a,b≥3a,b\ge3 かつ各々 n/3n/3 以下である。従って両者は 1,…,n−k1,\ldots,n-k に現れ、別々の積により n∣(n−k)!n\mid(n-k)! となる。