МОШ 2024, 11 класс, задача 1
У математика есть различных гирь, массы которых в килограммах равны , и абсолютно точные двухчашечные весы. Он положил несколько гирь на весы так, что установилось равновесие. Какое наибольшее число гирь могло оказаться на весах?
(М. Евдокимов)
Ответ: .
Решение. Сумма логарифмов положительных чисел равна логарифму их произведения, поэтому будем уравнивать произведения двух непересекающихся наборов чисел из множества .
Разложим натуральные числа от до на простые множители:
Числа , , , встречаются в этих разложениях ровно по одному разу, поэтому их следует исключить. Таким образом, более гирь оказаться на весах не может.
Покажем, что можно уравновесить гирь. Заметим, что простые множители , , и встречаются в выписанных разложениях чётное число раз (, , и соответственно). Приведём один из возможных примеров равенства произведений: