对于k个正整数,如果他们中没有任何两个数是整除关系,让我们称这些数构成一个最简k-组合P,其中最大的那个整数记为m_P. 令a_k=min(m_P | 对于所有的最简k-组合P). 我们的问题就是求a_500. 很显然{k, k+1, ..., 2k-1}是这样一个组合,因为这个集合里面最小的数是k,最大的是2k-1,不到k的两倍,所以不可能有任何的倍数关系。因此 a_k <= 2k-1. 我们希望证明a_k=2k-1。如果我们能够证明对于{1,2,..., 2k-2}中任意k个数,至少都会有两个数,其中一个是另一个的倍数,我们的结论就可以成立了,因为这等于说a_k>2k-2。 www.ddhw.com 这可以用归纳法。当k=2的时候,2k-2=2. {1,2}这个集合中只有1,2两个数,其中一个是另一个的两倍。 如果命题对于k成立,也就是说{1,2,...,2k-2}中任意k个数,至少都能找出两个数来,其中一个是另一个的倍数,那么对于k+1的情形:{1,2,..., 2k-2, 2k-1, 2k} 中,如果有(k+1)个数,它们之中任何两个数都没有倍数关系的话,那么这k+1个数不能只包含{2k-1, 2k}中的一个,否则剩下的k个数全部都在{1,2,..., 2k-2}中,而且两两互无倍数关系,这和归纳假设矛盾。 所以他们必须同时包含2k-1和2k. 剩下的k-1个数在{1,2,。。。,2k-2}中,而且两两互无倍数关系。但是也不能有任何一个能整除2k, 换句话说,就是这k-1个数既不包括k,也不包括k的任何因数。那么,如果我们将这k-1个数和k合在一起,构成一个新的k-元组,它们也应该两两互无倍数关系,因为他们之中没有数可以整除k,也没有数能被k整除(最大的只有2k-2, 不到k的两倍)。又和归纳假设矛盾。 所以不存在这样的k+1个数。于是命题得证。 www.ddhw.com a_500=2*500-1=999.
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