Математикадан «Туймаада» олимпиадасы. Жоғары лига. 2001 жыл

Натурал сандар жиыны, қиылыспайтын ${{N}_{1}}$ және ${{N}_{2}}$ жиындарына, әрбір жиында жататын сандар айырмасы 100-ден үлкен жай сан болмайтындай бөлінген. Осындай барлық бөлінділерді табыңыз. ( Н. Седракян )

Комментарий/решение

$$ \mathbb{N}=\mathbb{N}_1 \cup \mathbb{N}_2:$$

$$ (i)\qquad \mathbb{N}_1 \cap \mathbb{N}_2=\varnothing$$

$$ (ii)\qquad \forall x,y \in \mathbb{N}_1,\mathbb{N}_2: |x-y|\ne p>100 , \quad p \in \mathbb{P}$$

Пусть $x$—произвольное натуральное число. Предположим, что $x\in \mathbb{N}_1.$ Тогда по условию $(ii)$ числа $x+101, \quad x+103, \quad x+107,...$ должны принадлежать множеству $\mathbb{N}_2.$ Так как $x+103-(x+2)=101$, число $x+2$ должно попасть в $\mathbb{N}_1.$ Заметим, что элементы $x,\quad x+2$ лежат на одном множестве $(\mathbb{N}_1)$. Для определенности cчитаем, $x-$ четное.Следовательно, по условию $(i)$ все четные числа должны лежат в том же множестве, что и $x$.(Аналогично, если $x-$ нечетное число, то множество $\mathbb{N}_1$ состоит из нечетных чисел). Существует единственное разбиение: одно из множеств содержит все нечетные числа, а другое — все четные.