Solución del problema de novembre del 2005

 

El profesor Adams escribió en el pizarrón un polinomio f(x), a coeficientes enteros, y dijo: "hoy es el cumpleaños de mi hijo, y si evaluamos el polinomio en su edad A, tenemos f(A)=A. Notarán también que f(0)=p, y que p es un número primo mayor que A". ¿Qué edad tiene el hijo del profesor Adams?

El problema de este mes apareció en el "Ontario Secondary School Mathematics Bulletin" a fines de los 60.

            Recibimos soluciones correctas de

Anurag Agarwal (EEUU)

Xavier Hecquet (Francia)

Saïd Amghibech (Canadá)

Wolfgang Kais (Alemania)

Daniel Bitin (internet)

Normand Laliberté (Canadá)

Pierre Bornsztein (Francia)

Matthew Lim (internet)

Bernard Carpentier (Francia)  Arne Loosveldt (Bélgica)
Stéphane Charpentier (Francia) Juan Mir Pieras (España)
K.A. Chandrashekara (internet) Anónimo
Zdravko Cvetkovski (Macedonia) Mark Pilloff (UUEE)
Sasir Kumar Das (India) Jose Luis Requena (España)
Sébastien Dumortier (Francia) A. Teitelman (Israel)
Philippe Fondanaiche (Francia) William D. Volterman (internet)
Giovanni Gherdovich (Italia) Vincent Bardoux (Francia)
Aleksandar Ilic (Serbia and Montenegro)  

 

Solución.

            Podemos escribir el polinomio como

f(x) = anxn + ··· + a1x + a0

con todos los coeficientes ai enteros.  Como f(0) = p, debe ser a0 = p; y ya que f(A) = A  nuestro polinomio debe satisfacer

f(A) = anAn + ··· + a1A + p = A.

Como A representa la edad del hijo, es un entero positivo. De la última ecuación, deducimos que A divide a p (porque divide todos los otros términos).  Pero p es un primo mayor que A.  El único entero positivo menor que p que lo divide es 1.

Concluimos que A = 1 — el niño tiene un año de edad. Feliz Cumpleaños.

            Notar que f(x) puede ser cualquier polinomio que tenga como término constante un primo p, y coeficientes enteros que sumen 1. Un simple ejemplo de Mark Pilloff: f(x) = 3 – 2x.