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第6题

若一个正整数的十进制表示中任意两个相邻数字的奇偶性都不同,则称其为 alternating。求所有具有 alternating 倍数的正整数 nn。
第 2/5 步:对 22 与 55 的幂构造尾部
∀ even w≥2: ∃ even alternating w-digit g(w),h(w) with2w+1∣g(w), 5w∣h(w)\forall\text{ even }w\ge2:\ \exists\text{ even alternating }w\text{-digit }g(w),h(w)\text{ \quad\text{with}\quad }2^{w+1}\mid g(w),\ 5^w\mid h(w)
详细分析

对偶数 w≥2w\ge 2,用归纳法构造 ww 的 g(w)g(w) 位偶交替倍数 2w+12^{w+1},以及 ww 的 h(w)h(w) 位偶交替倍数 5w5^w(两者位数为偶且末位为偶,故首位数字均为奇)。在基例 w=2w=2 时,取(被 g(2)=32g(2)=32 整除的)88 与(被 h(2)=50h(2)=50 整除的)2525。从 ww 推到 w+2w+2 时,在前端添上取自 2525 元集合 {10,12,…,18,30,32,…,98}\{10,12,\dots,18,30,32,\dots,98\} 的一个两位数字块,即对奇数 10w(10a+b)10^w(10a+b) 与偶数 a∈{1,3,5,7,9}a\in\{1,3,5,7,9\} 加上 b∈{0,2,4,6,8}b\in\{0,2,4,6,8\}:由于 10w(10a+b)=2w+1⋅5w(5a+b/2)10^w(10a+b)=2^{w+1}\cdot 5^w(5a+b/2) 被 2w+12^{w+1} 整除,且当 2w+12^{w+1},2w+32^{w+3} 变化时遍历模 a∈{1,3,5,7,9}a\in\{1,3,5,7,9\} 下 b∈{0,2,4,6,8}b\in\{0,2,4,6,8\} 的全部四个剩余类,故存在一种选法将 g(w)g(w) 延拓为被 g(w+2)g(w+2) 整除的 2w+32^{w+3};同理,2525 的 10w(10a+b)10^w(10a+b) 种选法(因 2525)遍历模 5w5^w 下 5w+25^{w+2} 的全部 gcd⁡(2w,25)=1\gcd(2^w,25)=1 个倍数,故存在一种选法将 h(w)h(w) 延拓为被 h(w+2)h(w+2) 整除的 5w+25^{w+2}。