把所有3的方幂及互不相等的3的方幂的和排列成一个递增序列:1,3,4,9,10,12,13,…,求这个序列的第100项(这里1是第一项,3是第二项,…).
【难度】
【出处】
1986年第4届美国数学邀请赛(AIME)
【标注】
【答案】
981
【解析】
如果使用前6个3的非负整数幂,即1,3,9,27,81和243,那么可以组成没事的3的幂之和,共有 $\text{C}_{6}^{1}+\text{C}_{6}^{2}+\text{C}_{6}^{3}+\text{C}_{6}^{4}+\text{C}_{6}^{5}+\text{C}_{6}^{6}={{2}^{6}}-1=63$,
即63项,这递增数列的第64项就是 ${{3}^{6}}=729$.然而,自729起,被加数中不含有243的不同的3的幂之和,有 $\text{C}_{5}^{0}+\text{C}_{5}^{1}+\text{C}_{5}^{2}+\text{C}_{5}^{3}+\text{C}_{5}^{4}+\text{C}_{5}^{5}=32$,
即32项.这样,我们产生了此数列的前95项.因为要求此数列的第100项,于是从第96项起,必含有243,而第96,第97,…,第100项分别是:$729+243$,$729+243+1$,$729+243+3$,$729+243+3+1$ 和 $729+243+9=981$.所以,此数列的第100项是981.
即63项,这递增数列的第64项就是 ${{3}^{6}}=729$.然而,自729起,被加数中不含有243的不同的3的幂之和,有 $\text{C}_{5}^{0}+\text{C}_{5}^{1}+\text{C}_{5}^{2}+\text{C}_{5}^{3}+\text{C}_{5}^{4}+\text{C}_{5}^{5}=32$,
即32项.这样,我们产生了此数列的前95项.因为要求此数列的第100项,于是从第96项起,必含有243,而第96,第97,…,第100项分别是:$729+243$,$729+243+1$,$729+243+3$,$729+243+3+1$ 和 $729+243+9=981$.所以,此数列的第100项是981.
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