대수지수와 로그수능 기출심화 문제 (4점 중반 이후, 킬러 직전)

거듭제곱근 자연수 개수

문제

22 이상의 자연수 nn에 대하여 n4k\displaystyle n ^{\frac{4}{k}}의 값이 자연수가 되도록 하는 자연수 kk의 개수를 f(n)f ( n )이라 하자. 예를 들어 f(6)=3f ( 6 ) = 3이다. f(n)=8f ( n ) = 8을 만족시키는 nn의 최솟값을 구하시오. [4점]

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64

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해설

n4k\displaystyle n ^{\frac{4}{k}}의 값이 자연수인 경우의 예로 n=6n = 6이라고 하면 64k\displaystyle 6 ^{\frac{4}{k}}에서 k=1k = 1, 2, 4 인 3가지이므로 f(6)f ( 6 )이다. 이것으로 부터 생각하기를 nn이 거듭제곱수인 경우를 관찰해 보자. nn이 소수 mm의 완전제곱수이면 (m2)4k=m8k\displaystyle ( m ^{2} ) ^{\frac{4}{k}} = m ^{\frac{8}{k}} 에서 kk는 8의 양의 약수인 1, 2, 4, 8 일 때이고 f(n)=4f ( n ) = 4 이다. 이것을 차례로 적용해 보면 nn이 세제곱수이면 4×3=12=22×34 \times 3 = 12 = 2 ^{2} \times 3의 양의 약수의 개수 6 nn이 네제곱수이면 4×4=16=244 \times 4 = 16 = 2 ^{4}의 양의 약수의 개수 5 nn이 5제곱수이면 4×5=20=22×54 \times 5 = 20 = 2 ^{2} \times 5의 양의 약수의 개수 6 nn이 6제곱수이면 4×6=24=23×34 \times 6 = 24 = 2 ^{3} \times 3의 양의 약수의 개수 8 따라서 f(n)=8f ( n ) = 8을 만족시키는 nn의 최솟값은 26=642 ^{6} = 64이다.

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