Kavics Kupa 2013 5. feladat
(Feladat azonosítója: kk_2013_05f )
Témakör: *Számelmélet (prím)
$\prod_{k=2}^{100} \frac{k^3+1}{k^3-1}=\frac{p}{q}$

Adjuk meg  $p+q$  értékét, ha  $p$  és  $q$  relatív prím pozítív egészek.



 

Végeredmény: 8417

 

Ismeretes, hogy

$k^3+1=(k+1)(k^2-k+1),\qquad k^3-1=(k-1)(k^2+k+1)$

és

$k^2-k+1=(k-1)^2+(k-1)+1,$

tehát

$\prod_{k=2}^{100} k^3+1=\left(\prod_{k=3}^{101} k\right)\cdot \left(\prod_{k=1}^{99} k^2+k+1\right)$

és

$\prod_{k=2}^{100} k^3-1=\left(\prod_{k=1}^{99} k\right)\cdot \left(\prod_{k=2}^{100} k^2+k+1\right),$

így a kérdezett hányados

$\prod_{k=2}^{100} \frac{k^3+1}{k^3-1}=\frac{100\cdot 101}{1\cdot 2}\cdot\frac{1^2+1+1}{100^2+100+1}=\frac{5050}{3367}$

Ez nem egyszerűsödik tovább, mivel  $GCD(5050,3367) | GCD(10100,10101) = 1$  . Tehát a válasz  $ 5050+3367 = 8417$  .