Для доказательства того, что (k-1)! и n не могут быть взаимно простыми, обратимся к построению n как суммы его различных делителей. Пусть n = d₁ + d₂ + ... + dₖ, где d₁, d₂, ..., dₖ - различные делители числа n, а k - их количество (k ≥ 2).
Так как (k-1)! обозначает произведение всех натуральных чисел от 1 до (k-1), то (k-1)! будет содержать все делители числа k (1, 2, 3, ..., k-1). Следовательно, каждый делитель k содержится в (k-1)!, а следовательно, в n.
Если мы предположим, что (k-1)! и n взаимно просты, значит, их НОД равен 1. Однако, по нашему предыдущему выводу, каждый делитель числа k содержится в (k-1)!, а следовательно, в n. Отсюда следует, что (k-1)! и n делятся на общие делители, что противоречит предположению о их взаимной простоте.
Таким образом, доказано, что (k-1)! и n не могут быть взаимно простыми, и обязательно имеют общие делители.
