每日一题[2169]庖丁解牛

如果 $n$ 能被 $k$ 整除且 $n$ 恰好有 $k$ 个正约数,则称 $n$ 为 $k$ 性质数.例如 $18$ 能被 $6$ 整除,且 $18$ 恰好有 $1,2,3,6,9,18$ 共 $6$ 个约数,因此 $18$ 为 $6$ 性质数.设 $S$ 为不超过 $2019$ 的所有 $20$ 性质数之和,则 $\dfrac{S}{20}=$________.

答案    $472$.

解析    由于 $20$ 性质数有 $20$ 个约数,而 $20=4\cdot 5=2\cdot 10= 2\cdot 2\cdot 5$,从而 $n$ 可能的形式分别为 $p^3q^4,pq^9,pqr^4$,其中 $ p, q, r $ 是不同的质数.

情形一     $ n=p^3q^4 $.此时只可能为 $ (p, q) = (2, 5) $,$ n=2000 $.

情形二     $ n=pq^9 $.此时最小 $ n $ 为 $ (p, q) = (5, 2) $ 时对应的 $ 2560 $,不符合题意.

情形三     $ n=pqr^4 $.此时 $ r=2 $,且 $ p, q $ 中必然有一个为 $ 5 $,剩下一个是不超过 $ \dfrac{2019}{2^4\cdot 5}=25. \cdots $ 且不为 $ 2, 5 $ 的质数,可能为 $ 3, 7, 11, 13, 17, 19, 23 $. 因此所求 $ 20$ 性质数之和为\[S=20(100+4(3+7+11+13+17+19+23)=20 \cdot 472,\]因此所求 $\dfrac{S}{20}=472$.

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