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。