求所有整数$k(k\\geq 8)$,使得${k}^{\\frac {1} {k-7}}$也是整数。(来源:上海 · 郑韫瑜)
【分析与解】
易知,
当$k=8$时,${k}^{\\frac {1} {k-7}}={8}^{\\frac {1} {8-7}}=8$是整数;
当$k=9$时,${k}^{\\frac {1} {k-7}}={9}^{\\frac {1} {9-7}}=3$是整数;
当$k=10$时,${k}^{\\frac {1} {k-7}}={8}^{\\frac {1} {10-7}}=\\sqrt[3]{10}$不是整数;
下面证明,当$k\\geq 11$时,${k}^{\\frac {1} {k-7}}$不是整数;
先证明,当$k\\geq 11$时,$k< {2}^{k-7}$.
(i)当$k=11$时,$11< {2}^{11-7}=16$,成立;
(ii)假设当$k=m(m \\geq 11)$时,有$m< {2}^{m-7}$;
则$ {2}^{m+1-7}=2\\cdot {2}^{m-7}>2m>m+1$,
由(i),(ii)归纳,当$k\\geq 11$时,$k< {2}^{k-7}$,得证。
于是,当$k\\geq 11$时,
$1<{k}^{\\frac {1} {k-7}}<{(2^{k-7})}^{\\frac {1} {k-7}}=2$,
所以,${k}^{\\frac {1} {k-7}}$不可能是整数。
综上,满足条件的整数$k=8$或$k=9$时,${k}^{\\frac {1} {k-7}}$是整数。