Sumando fracciones con radicales y dividiendo entre potencias

Publicado por ^DiAmOnD^ | 1 abril, 2008 | Juegos | 14 |

Esta semana os dejo dos ejercicios no demasiado difíciles pero que me han parecido curiosos. Vamos con ellos:

Problema 1

Consideramos la siguiente suma:
$S(n)=\cfrac{1}{\sqrt{1}+\sqrt{2}}+\cfrac{1}{\sqrt{2}+\sqrt{3}}+ \ldots + \cfrac{1}{\sqrt{n}+\sqrt{n+1}}$
¿Para qué valores de $n$ es $S(n)$ un número entero positivo?

Problema 2

Dado $n$ un número entero positivo encontrar el valor más pequeño de $x$ que cumple que $x^x+1$ es divisible entre $2^n$ .

Ánimo y a por ellos.

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Sobre el Autor

^DiAmOnD^

Miguel Ángel Morales Medina. Licenciado en Matemáticas y autor de Gaussianos y de El Aleph. Puedes seguirme en Twitter o indicar que te gusta mi página de Facebook. También tengo un blog dedicado a las "escape rooms", por si te apetece pasarte: XRooMers.

Puedes utilizar código LaTeX para insertar fórmulas en los comentarios. Sólo tienes que escribir
[latex]código-latex-que-quieras-insertar[/latex]
o
$latex código-latex-que-quieras-insertar$ .

Si tienes alguna duda sobre cómo escribir algún símbolo puede ayudarte la Wikipedia.

Y si los símbolos < y > te dan problemas al escribir en LaTeX, te recomiendo que uses los códigos html & lt; y & gt; (sin los espacios) respectivamente.

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14 Comments

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Carlos Garza

01/04/2008 10:30

para el primer problema sólo debemos racionalizar el denominador de cada fracción y al simplificar toda la expresión obtenemos:
(1-(n+1)^(1/2))/-1 = -1+(n+1)^(1/2), que toma valores enteros cuando n+1 pertenece a la progresión de cuadrados, (1,4,9,16,25,36,….)
así n puede ser igual a 8,15,24,…
(disculpen por no escribirlo en latex, es que ya es algo tarde y hoy tengo clases…
saludos a todos desde saltillo coahulia, está muy padre la página

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Sive

01/04/2008 17:29

Para el segundo: $x=2^n-1$

Porque:

$2^n-1 \equiv -1$ (mod 2^n)

$-1^{-1} + 1 \equiv 0$ (mod 2^n)

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Val

01/04/2008 18:21

Tiene que ser x entero? No lo pone en el problema.

Para n=2 x=1.825456… mientras que el entero es 3. Aunque tiene más sentido que sea entero, no tiene sentido que sea un problema numérico.

Responde

otro

01/04/2008 23:26

$S(n)=\cfrac{1}{\sqrt{1}+\sqrt{2}}+\cfrac{1}{\sqrt{2}+\sqrt{3}}+ \ldots + \cfrac{1}{\sqrt{n}+\sqrt{n+1}}=$ $\cfrac{\sqrt{2}-\sqrt{1}}{(\sqrt{2}+\sqrt{1})(\sqrt{2}-\sqrt{1})}+\cfrac{\sqrt{3}-\sqrt{2}}{(\sqrt{3}+\sqrt{2})(\sqrt{3}-\sqrt{2})}+ \ldots + \cfrac{\sqrt{n+1}-\sqrt{n}}{(\sqrt{n+1}+\sqrt{n})(\sqrt{n+1}-\sqrt{n})}=$ $=(\sqrt{2}-\sqrt{1})+(\sqrt{3}-\sqrt{2})+ \ldots + (\sqrt{n+1}-\sqrt{n})= \sqrt{n+1}-1$

Se cumple para los números que son uno menos que cuadrados perfectos, es decir, para 3, 8, 15, 24,…

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Elpajarraco

03/04/2008 18:14

el segundo es una tontería, n=1, x=1

Responde

Elpajarraco

03/04/2008 18:15

si lo pone val

Responde

Carlos Garza

06/04/2008 06:02

yo también vi de inmediato que el 1 cumplia para x y n, y pues satisface las condiciones pedidas, esa es a la solución que se refieren para el problema?????

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Sive

07/04/2008 16:38

Hay que expresar x en función de n.

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Berserker

08/04/2008 15:32

Para el primer problema queda asi entonces:

$n=x^2-1 \; \forall x\in\mathbb{N}$

(salvo x=0)

Saludos

Domingo H.A.

16/04/2008 00:06

No sabía muy bien donde plantear esta cuestión y me he decidido por este post. La cuestión es:

demostrar que todo número racional positivo se puede expresar en la forma $\cfrac{a^3+b^3}{c^3+d^3}$ , donde a,b,c,d son números enteros positivos.

¡Cuánta razón tienen los estudiantes al quejarse sobre las fracciones! 🙂

Aldagrim

17/04/2008 01:21

Deberias intentar provar que todo numero entero es la suma de a³+b³ donde a i b son numeros enteros. Para generalizar esto solo necesitas que sea todo numero positivo y automaticamente tienes que todo negativo lo es al coger los opuestos de a i b.
Supongo que todo esto se te habra ocurrido, pero por si acaso lo dejo aqui. Me parece haverlo visto en algun sitio pero no se donde.
Espero haber sido de ayuda

Sive

17/04/2008 05:48

Si Fermat levantara la cabeza…

Responde

Domingo H.A.

17/04/2008 10:08

Aldagrim, lo que ocurre es que dos cubos no bastan para representar todos los enteros.

Responde

Domingo H.A.

18/04/2008 14:41

Bueno vamos a resolver la cuestión:

En un primer intento, vemos que para toda fracción se tiene que

$\cfrac{p}{q}=\cfrac{(p+q)^3+(2p-q)^3}{(p+q)^3+(2q-p)^3}$

Sin embargo, puede que $2p-q$ o $2q-p$ sean negativos. Serán ambos positivos sii $\cfrac{1}{2}\prec\cfrac{q}{p}\prec 2$ . Y por esta razón hacemos lo siguiente:

Tomamos un racional $\cfrac{x}{y}$ tal que

$\sqrt[3]{\cfrac{q}{2p}}\prec \cfrac{x}{y}\prec\sqrt[3]{\cfrac{2q}{p}}$ . Entonces vemos que $\cfrac{1}{2}\prec \cfrac{a}{b}\prec 2$ , donde $\cfrac{a}{b}=\cfrac{p}{q}\cdot\cfrac{x^3}{y^3}$

Y entonces ya está:

$\cfrac{p}{q}=\cfrac{y^3}{x^3}\cdot \cfrac{a}{b}=\cfrac{(y\cdot(a+b))^3+(y\cdot(2a-b))^3}{(x\cdot(a+b))^3+(x\cdot(2b-a))^3}$

Ejemplo: $\cfrac{1}{12}=\cfrac{5^3+1^3}{10^3+8^3}=\cfrac{442^3+308^3}{1105^3+335^3}=\ldots$

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