Данная задача решается с помощью системы уравнений. Рассмотрим натуральное число x вида $x = 8k + 7$, где k - некоторое натуральное число.
Общая формула для нахождения натуральных делителей числа x дается произведением всех степеней простых чисел, входящих в его разложение на множители. В данном случае мы знаем, что x имеет делители, дающие остаток 2, 3 и 4 при делении на 8.
Поскольку число x делится на $8 = 2^3$, в его разложение на простые множители должно входить $2^3$ в некоторой степени k.
Также имеется информация о числителях, которые дают остаток 2, 3 и 4 при делении на 8.
Числитель, дающий остаток 2 при делении на 8, имеет форму $8n + 2$, где n - некоторое натуральное число.
Числитель, дающий остаток 3 при делении на 8, имеет форму $8m + 3$, где m - некоторое натуральное число.
Числитель, дающий остаток 4 при делении на 8, имеет форму $8l + 4$, где l - некоторое натуральное число.
Учитывая вышеприведенную информацию, мы можем записать систему уравнений:
[
begin{cases}
x = 8k + 7 \
8n + 2 mid x \
8m + 3 mid x \
8l + 4 mid x \
end{cases}
]
Решим систему уравнений поочередно.
$8n + 2 mid x$ означает, что существует такое натуральное число a, что $x = (8n + 2) cdot a$.
Тогда $8k + 7 = (8n + 2) cdot a Rightarrow 8k + 7 = 2(4n + 1) cdot a$.
Значит, 8k + 7 делится на 2, и 8k + 7 делится на 4n + 1.
То есть $8k + 7 equiv 0 pmod{2(4n + 1)}$.
Рассмотрим подробнее значение $8k + 7 equiv 0 pmod{2(4n + 1)}$.
Поскольку $8k + 7$ нечетное, то $2(4n + 1)$ также нечетно, а значит, ему можно приписать вид $(4n + 1) cdot b$, где b - некоторое натуральное число.
Таким образом, получаем $8k + 7 equiv 0 pmod{(4n + 1) cdot b}$.
Это означает, что имеет место сравнение $8k + 7 = (4n + 1) cdot b Rightarrow 8k + 7 = 4nb + b$.
Значит, 8k + 7 делится на 4 и на b.
Обозначим $8k + 7 = 4x$.
Тогда имеем систему сравнений:
[
begin{cases}
8k + 7 equiv 0 pmod{2(4n + 1)} \
8k + 7 equiv 0 pmod{4b} \
8k + 7 equiv 3 pmod{8} \
end{cases}
]
Мы знаем, что число x делится на 8, и 8k + 7 = 4x.
Значит, 4x = 8k + 7 делится на 8.
Следовательно, 7 делится на 4, то есть 8k = 4x - 7 делится на 8.
Перепишем систему сравнений, учитывая новые условия:
[
begin{cases}
4x - 7 equiv 0 pmod{2(4n + 1)} \
4x - 7 equiv 0 pmod{4b} \
4x - 7 equiv 3 pmod{8} \
end{cases}
]
Решим систему сравнений поочередно.
1) Рассмотрим сравнение $4x - 7 equiv 3 pmod{8}$.
Добавим 7 к обеим частям сравнения:
$4x equiv 10 pmod{8}$.
4 и 8 взаимно простые, поэтому здесь мы можем сократить на 2:
$2x equiv 5 pmod{8}$.
Умножим обе части сравнения на обратный элемент для 2 по модулю 8.
Обратный элемент для 2 по модулю 8 - это 4, потому что $4 cdot 2 equiv 1 pmod{8}$.
Поэтому $2x equiv 5 cdot 4 pmod{8}$.
$2x equiv 20 pmod{8}$.
Мы знаем, что $20 equiv 4 pmod{8}$, поэтому $2x equiv 4 pmod{8}$.
Сократим на 2:
$x equiv 2 pmod{8}$.
2) Рассмотрим сравнение $4x - 7 equiv 0 pmod{4b}$.
Добавим 7 к обеим частям сравнения:
$4x equiv 7 pmod{4b}$.
4 и 4b взаимно простые, поэтому здесь мы можем сократить на 4:
$x equiv frac{7}{4} pmod{b}$.
Таким образом, имеется решение данного сравнения только в том случае, если b делит 7.
7 простое число, поэтому его делители - это 1 и 7.
Значит, сравнение имеет решение, когда $b = 1$ или $b = 7$.
3) Рассмотрим сравнение $4x - 7 equiv 0 pmod{2(4n + 1)}$.
[
4x equiv 7 pmod{2(4n + 1)} \
2x equiv frac{7}{2} pmod{4n + 1}
]
4 является обратным элементом для 2 по модулю $4n + 1$, потому что $4 cdot 2 equiv 1 pmod{4n + 1}$.
Поэтому можем вычислить:
[
x equiv frac{7}{2} cdot 4 pmod{4n + 1} \
x equiv 14 pmod{4n + 1}
]
Обозначим $x = 14 + (4n + 1)m$, где m - некоторое натуральное число.
Тогда
[
x = 14 + 4nm + m \
x = 4(3 + nm) + m
]
У нас есть два условия: $x equiv 2 pmod{8}$ и $x = 4(3 + nm) + m$.
Заметим, что $3 + nm equiv 1 pmod{2}$, то есть $3 + nm$ - нечетное число.
Обозначим $3 + nm = 2t + 1$, где t - некоторое натуральное число.
Тогда
[
x = 4(3 + nm) + m \
x = 4(2t + 1) + m \
x = 8t + 4 + m \
x equiv 4 + m pmod{8}
]
Мы также знаем, что x находится в форме $x = 8k + 7$.
Имеем систему сравнений:
[
begin{cases}
x equiv 2 pmod{8} \
x equiv 7 pmod{8} \
end{cases}
]
Система несовместна, поэтому задача не имеет решения.
Ответ: В данной задаче не существует чисел, которые при делении на 8 дают остаток 7.