The teacher gave to Pete four distinct positive integers. Pete has calculated the greatest common divisor of every two of these numbers. He obtained six numbers: , , , , , and , where . Find the least possible value of .
Solution
Число может равняться , как показывает, например, четвёрка чисел , , , . Осталось показать, что .
Лемма. Среди попарных НОД четырёх чисел не может быть ровно двух чисел, делящихся на некоторое натуральное .
Доказательство. Если среди исходных четырёх чисел есть не больше двух чисел, делящихся на , то среди попарных НОД на делится не более одного. Если же три из исходных чисел делятся на , то все три их попарных НОД делятся на . Лемма доказана.
Применяя лемму к , получаем, что число чётно. Применяя её же к , и , получаем, что не делится на , и . Значит, не может равняться , , и .
Want a route through all this instead of an archive? The track
puts 2,000 problems in a working order, from AMC 10 level to the IMO shortlist.