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第3题

设 k≥14k\ge14 为整数,pkp_k 为严格小于 kk 的最大素数,可假设 pk≥3k/4p_k\ge3k/4。设 nn 为合数。证明:(a) 若 n=2pkn=2p_k,则 nn 不整除 (n−k)!(n-k)!;(b) 若 n>2pkn>2p_k,则 nn 整除 (n−k)!(n-k)!。
第 1/5 步:处理边界情形 n=2pk
n=2pk  ⟹  n−k=2pk−k<pkn=2p_k\implies n-k=2p_k-k<p_k
详细分析

由于 pk<kp_k<k,有 n−k=2pk−k<2pk−pk=pkn-k=2p_k-k<2p_k-p_k=p_k。因此 (n−k)!(n-k)! 不含素数 pkp_k 的倍数,不被 pkp_k 整除,从而不可能被 n=2pkn=2p_k 整除。