设 a0,a1,a2,⋯,an 是正整数,且 a0>a1>a2>⋯>an>1,并满足(1−1a1)+(1−1a2)+⋯+(1−1an)=2(1−1a0),
试求出 (a0,a1,a2,⋯,an) 的所有可能的解.
答案 (24,4,3,2),(60,5,3,2).
解析 根据题意,有 ak⩾n+2−k,于是(1−12)+(1−13)+⋯+(1−1n+1)⩽(1−1a1)+(1−1a2)+⋯+(1−1an)=2(1−1a0)<2,
因此 n⩽3. [[case]]情形一[[/case]] n=1.此时1−1a1=2(1−1a0)⟺a1=a02−a0,
无解. [[case]]情形二[[/case]] n=2.此时(1−1a1)+(1−1a2)=2(1−1a0)⟺2a0=1a1+1a2,
而 1a0<1a1<1a2,因此该方程无解. [[case]]情形三[[/case]] n=3.此时(1−1a1)+(1−1a2)+(1−1a3)=2(1−1a0)⟺1+2a0=1a1+1a2+1a3,
于是 a3=2,a2=3,否则1a1+1a2+1a3<12+14+15<1,
进而2a0+16=1a1⟺a0=12a16−a1,
其中 a1⩾4,因此 (a1,a0)=(4,24),(5,60). 综上所述,(a0,a1,a2,⋯,an) 的所有可能的解为 (24,4,3,2),(60,5,3,2).