已知 $a_1=1$,$a_2=3$,$a_{n+2}=(n+3)a_{n+1}-(n+2)a_n$,当 $m\geqslant n$ 时,$a_m$ 的值都能被 $9$ 整除,则 $n$ 的最小值为
【难度】
【出处】
2011年全国高中数学联赛河北省预赛
【标注】
  • 知识点
    >
    数论初步
    >
    整除与同余
  • 知识点
    >
    数列
    >
    数列的递推公式
【答案】
$5$
【解析】
由\[\begin{split}a_{n+2}-a_{n+1}&=(n+2)a_{n+1}-(n+2)a_n\\&=(n+2)(a_{n+1}-a_n)\\&=\cdots \\&=(n+2)(n+1)n\cdots 4\cdot 3\cdot (a_2-a_1)\\&=(n+2)!,\end{split}\]故当 $n\geqslant 1$ 时,有\[\begin{split}a_n&=a_1+(a_2-a_1)+(a_3-a_2)+\cdots +(a_n-a_{n-1})\\&=1!+2!+\cdots +n!.\end{split}\]由 $a_1=1$,$a_2=3$,$a_3=9$,$a_4=33$,$a_5=153$,此时 $153$ 能被 $9$ 整除.
当 $m>5$ 时,有$$\displaystyle a_m=a_5+\sum \limits_{k=6}^{m}{k!},$$而 $k\geqslant 6$ 时,$k!$ 能被 $9$ 整除,于是当 $m\geqslant 6$ 时,$a_m$ 能被 $9$ 整除.
综上知,$n$ 的最小值是 $5$.
题目 答案 解析 备注
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