・相異なる階乗の和            Seiichi Manyama 氏

 整数nが、 n = a_1! + a_2! + ... + a_k!  (ただし、0 < a_1 < a_2 < ... < a_k) と表せるとき、
表し方は一通りであることを示してください。

(余談) この問題はさほど難しくないはずですが、今のところ、OEISの「A115944」のコメント
     には、
         what is the smallest n such that a(n) > 1?.

   と書かれています。この問題を解けば、そのようなnが存在しないことは明らかですね。

 とりあえず、短い証明はできているので、回答者がいないときは一週間後に回答を載せま
す。


 らすかるさんからのコメントです。(平成30年3月25日付け)

 c! = 1+Σi=1〜c-1 i(i!)>Σi=1〜c-1 i! だから、n = Σi=1〜k a[i] と表せるとき、a[k]は、

 a[k]!≦n を満たす最大の整数。

 よって、 a[k-1]は、a[k-1]!≦n-a[k]! を満たす最大の整数、

      a[k-2]は、a[k-2]!≦n-a[k]!-a[k-1]! を満たす最大の整数、 ・・・

 となるので、一通りしかない。


 Seiichi Manyamaさんからのコメントです。(平成30年3月25日付け)

 お見事です。らすかるさんのように、a[k]、a[k-1]、 ...  と決まっていき、
n-a[k]!-a[k-1]!- ... -a[2]!がたまたま階乗になるという話でした。


(コメント) n=8 とするとき、 s!≦8 を満たす最大の整数は、s=3
      t!≦8−3!=2 を満たす最大の整数は、t=2
      u!≦8−3!−2!=0 を満たすuは存在しない。
   以上から、 8=2!+3! と一意的に書けるということかな?

 上記で、らすかるさんの c! = 1+Σi=1〜c-1 i(i!) という等式に心惹かれました。

 実際に、 c=2 のとき、 1+Σi=1〜c-1 i(i!)=1+1(1!)=2=2!

 c=3 のとき、 1+Σi=1〜c-1 i(i!)=1+1(1!)+2(2!)=6=3!

 一般に、 1+Σi=1〜c-1 (i+1-1)(i!)=1+Σi=1〜c-1 {(i+1)!-i!}=1+c!-1=c! より示される。



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