RÈN LUYỆN KỶ NĂNG GIẢI BÀI TOÁN CHIA HẾT
TRÊN TẬP HỢP SỐ NGUYÊN
PHẦN I: MỞ ĐẦU
PHẦN II: NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀ
A: TÓM TẮT LÝ THUYẾT.
I. ĐỊNH NGHĨA PHÉP CHIA.
Cho hai số nguyên a và b trong đó b 0 ta luôn tìm được hai số nguyên q và r duy nhất
sao cho: a = bq + r Với 0 r b
Trong đó: a là số bị chia, b là số chia, q là thương, r là số dư.
Khi a chia cho b có thể xảy ra các số dư: r {0; 1; 2; …; b }
Đặc biệt: r = 0 thì a = bq, khi đó ta nói a chia hết cho b hay b chia hết a hoặc a là bội của
b hoặc b là ước của a. Ký hiệu: ab hay b\ a
Vậy: a b Có số nguyên q sao cho a = bq
II. CÁC TÍNH CHẤT
1. Với a 0 a a
2.
Nếu a b và b c a c
3.
Với a 0 0 a
4.
Nếu a, b > 0 và a b ; b a a = b
5.
Nếu a b và c bất kỳ ac b
* N 8 (hoặc 125) a2 a1a0 8 (hoặc 125)
2. Dấu hiệu chia hết cho 3 và 9
* N 3 (hoặc 9) a0+a1+…+an 3 (hoặc 9)
3. Một số dấu hiệu khác
* N 11 [(a0+a2+…) - (a1+a3+…)] 11
*N 101 [( a1a0 + a5a4 +…) - ( a3a2 + a7a6 +…)]101
* N 7 (hoặc 13) ( a2 a1a0 + a8 a7a6 +…) - ( a5 a4a3 + a11a10a9 +…) 7 (hoặc 13)
* N 37 ( a2 a1a0 + a5 a4a3 +…) 37
* N 19 ( a0+2an-1+22an-2+…+ 2na0) 19
IV. ĐỒNG DƯ THỨC
a. Định nghĩa: Cho m là số nguyên dương. Nếu hai số nguyên a và b cho cùng số dư khi
chia cho m thì ta nói a đồng dư với b theo modun m.
Ký hiệu: a b (mod m)
Vậy: a b (mod m) a - b m
b. Các tính chất
1. Với a a a (mod m)
2. Nếu a b (mod m) b a (mod m)
3. Nếu a b (mod m), b c (mod m) a c (mod m)
4. Nếu a b (mod m) và c d (mod m) a+c b+d (mod m)
5. Nếu a b (mod m) và c d (mod m) ac bd (mod m)
6.
7.
a b
(mod m)
d d
a b
Nếu a b (mod m), d > 0 và d UC (a, b, m) (mod m)
d d
Giải: aaaaaa = a.111111 = a. 7.15873 chia hết cho 7
Ví dụ 2: Chứng tỏ rằng số có dạng abcabc bao giờ cũng chia hết cho 11, chia hết cho 7
và chia hết cho 13.
Giải: Ta có : abcabc = abc000 abc = abc .(1000+1) = abc .1001 = abc .11.7.13 nên
abcabc chia hết cho 11, chia hết cho 7 và chia hết cho 13.
Ví dụ 3: Chứng minh rằng, nếu lấy một số có 2 chữ số cộng với số gồm 2 chữ số ấy viết
theo thứ tự ngược lại, ta luôn được một số chia hết cho 11
Giải: Gọi 2 số đó là ab và ba . Ta có:
ab + ba = 10a + b + 10b + a = 11a + 11b = 11(a + b) chia hết cho 11
Ví dụ 4: CMR: a. Tổng của 3 số tự nhiên liên tiếp là một số chia hết cho 3.
b. Tổng của 4 số tự nhiên liên tiếp là một số không chia hết cho 4.
Giải: a. Gọi 3 số tự nhiên liên tiếp là n, n +1, n + 2. Với n là só tự nhiên.
Tổng của 3 số đó là : n + (n +1) + (n+ 2) = 3n +3 = 3( n + 1) 3
b. Gọi 4 số tự nhiên liên tiếp là : n, n+1, n+2, n+3. Tổng của 4 số đó là:
n+(n+1)+(n+2)+(n+3)= 4n + 6 = 4n + 4 + 2 = 4(n+1)+2 không chia hết cho 4
Vậy tổng của 4 số tự nhiên liên tiếp không chia hết cho 4.
*Giáo viên chốt lại: Tổng của n số tự nhiên liên tiếp chưa chắc đã chia hết cho n.
Như vậy khi gặp những bài toán chứng minh một tổng, một hiệu hoặc một tích chia hết
cho một số mà các tổng, hiệu, tích đó có thể phân tích được thành tích các thừa số, ta
thường sử dụng các tính chất của phép chia hết.
BÀI TẬP TƯƠNG TỰ
Bài 1: Chứng tỏ rằng với mọi số tự nhiên n thì tích (n + 3).(n +6) chia hết cho 2.
Bài 2: CMR: a) Tích của 3 số tự nhiên liên tiếp chia hết cho 3
b) Tích của 4 số tự nhiên liên tiếp chia hết cho 4.
Bài 3: a. Tìm tất cả các số x,y để số 34 x5 y chia hết cho 36.
b. Tìm các chữ số x, y để 21xy chia hết cho 3, 4, 5 .
Bài 4: Cho các chữ số 0, a, b. Hãy viết tất cả các số có 3 chữ số tạo bởi 3 số trên.
Chứng minh rằng tổng tất cả các số đó chia hết 211
Bài 5: chứng minh (1980a + 1995b) chia hết cho 15 với a, b là số tự nhiên.
Bài 6: Chứng minh rằng tích của 2 số chẵn liên tiếp luôn chia hết cho 8.
Nhận xét: Phương pháp này thường được sử dụng khi chứng minh một biểu thức có
chứa biến chia hết cho các số tự nhiên có một chữ số. Khi chứng minh một biểu thức
chia hết cho các số tự nhiên lớn hơn 10 ta không sử dụng phương pháp này vì phải xét
nhiều trường hợp.
Bài 3: Giải: Vì (4;9) = 1 nên 34 x5 y chia hết cho 36 34 x5 y chia hết cho 9 và 34 x5 y
chia hết cho 4.
Ta có: 34 x5 y chia hết cho 4 5y chia hết cho 4 y2;6.
34 x5 y chia hết cho 9 ( 3+4+x+5+y) chia hết cho 9 (12+x+y) chia hết cho 9
Vì x,y là các chữ số nên x+y 6;15.
Nếu y = 2 thì x = 4 hoặc x = 13 >9 (loại)
Nếu y = 6 thì x = 0 hoặc x = 9
Vậy các số phải tìm là: 34452; 34056; 34956
b) Ta có : 21xy 5 y 0;5.
Nếu y = 5 thì 21xy không chia hết cho 4
Nếu y = 0 thì 21xy chia hết cho 4 x0 4 x 0; 2; 4 ; 6 ; 8. (1)
21x0 3 (2 + 1 + x + 0) 3 (3+ x) 3 x 0; 3; 6; 9.
(2)
4
Kết hợp (1) và ( 2) x 0; 6. Vậy các số cần tìm là: 2100 ; 2160
Bài 4: Giải : Tất cả các số có 3 chữ số tạo bởi 3 chữ số 0, a, b là: a0b; ab0; ba0; b0a
Tổng của các số đó là: a0b ab0 ba0 b0a = 100a +b +100a +10b +100b +10a +100b +a
= 211a +211b = 211(a+b) chia hết cho 211.
(Các bài tập còn lại học bạn độc tư giải)
II. PHƯƠNG PHÁP 2: SỬ DỤNG TÍNH CHẤT, DẤU HIỆU CHIA HẾT.
Ví dụ 1: Tìm các chữ số a, b sao cho a56b 45
Giải: Ta thấy 45 = 5.9 mà (5 ; 9) = 1
Để a56b 45 a56b 5 và 9
Bài 2: Cho số N = dcba CMR
a. N 4 (a + 2b) 4
b. N 16 (a + 2b + 4c + 8d) 16 với b chẵn
5
c. N 29 (d + 2c + 9b + 27a) 29
Bài 3: Tìm tất cả các số có 2 chữ số sao cho mỗi số gấp 2 lần tích các chữ số của số đó.
Bài 4: Viết liên tiếp tất cả các số có 2 chữ số từ 19 đến 80 ta được số
A = 192021…7980. Hỏi số A có chia hết cho 1980 không ? Vì sao?
Bài 5: Tổng của 46 số tự nhiên liên tiếp có chia hết cho 46 không? Vì sao?
Bài 6: Chứng tỏ rằng số 11 11 22 22 là tích của 2 số tự nhiên liên tiếp.
100 sè 1
100 sè 2
Bài 7: CMR: Tổng lập phương của 3 số nguyên liên tiếp luôn chia hết cho 9.
Bài 8: CMR: n4 - 4n3 - 4n2 +16n 3 84 với n chẵn, n4
Bài 9: CMR: a. n(n + 1) (2n + 1) 6
b. n5 - 5n3 + 4n 120 Với n N
Bài 10: CMR: n4 + 6n3 + 11n2 + 6n 24 Với n Z
Bài 11: CMR: Với n lẻ thì
a. n2 + 4n + 3 8
b. n3 + 3n2 - n - 3 48
c. n12 - n8 - n4 + 1 512
Bài 12: Với p là số nguyên tố p > 3 CMR : p2 - 1 24
Bài 13:CM: Trong 1900 số tự nhiên liên tiếp có 1 số có tổng các chữ số chia hết cho 27.
HƯỚNG DẪN - ĐÁP SỐ.
Bài 1: a. x = 4 và y = 2
x = 9 và y = 6
= (33 + 23) (33 - 23) M = 35.19M 35. Vậy 36n - 26n 35 Với n N
Ví dụ 2: CMR: Với n là số tự nhiên chẵn thì biểu thức
A = 20n + 16n - 3n - 1 232
Giải: Ta thấy 232 = 17.19 mà (17;19) = 1 ta chứng minh
A 17 và A 19 ta có A = (20n - 3n) + (16n - 1) có 20n - 3n = (20 - 3)M 17M
16n - 1 = (16 + 1)M = 17N 17 (n chẵn) A 17 (1)
Ta có: A = (20n - 1) + (16n - 3n)
Ta có: 20n - 1 = (20 - 1)p = 19p 19
Ta có: 16n - 3n = (16 + 3)Q = 19Q 19 (n chẵn) A 19 (2)
Từ (1) và (2) A 232
Ví dụ 3: CMR: nn - n2 + n - 1 (n - 1)2 Với n >1
Giải: Với n = 2 nn - n2 + n - 1 = 1 và (n - 1)2 = (2 - 1)2 = 1
nn - n2 + n - 1 (n - 1)2
Với n > 2 đặt A = nn - n2 + n - 1 ta có A = (nn - n2) + (n - 1)= n2(nn-2 - 1) + (n - 1)
= n2(n - 1) (nn-3 + nn-4 + … + 1) + (n - 1)= (n - 1) (nn-1 + nn-2 + … + n2 +1)
= (n - 1) [(nn-1 - 1) + … +( n2 - 1) + (n - 1)] = (n - 1)2M (n - 1)2
Vậy A (n - 1)2 (ĐPCM)
BÀI TẬP TƯƠNG TỰ.
Bài 1: CMR: a. 32n +1 + 22n +2 7 ;
b. mn(m4 - n4) 30
Bài 2: CMR: A(n) = 3n + 63 72 với n chẵn n N, n 2
Bài 3: Cho a và b là 2 số chính phương lẻ liên tiếp. CMR: (a - 1) (b - 1) 192
7
Bài 4: CMR: Với p là 1 số nguyên tố p > 5 thì p4 - 1 240
Bài 5: Cho 3 số nguyên dương a, b, c và thoả mãn a2 = b2 + c2. CMR: abc 60
Bài 6: Chứng minh rằng tồn tại vô số số tự nhiên n để 4n2 + 1 5 khi và chỉ khi n không
A(n) 3 với n mà (2, 3) = 1
Vậy A(n) 6 với n N
Ví dụ 2: CMR: Nếu n 3 thì A(n) = 32n + 3n + 1 13 Với n N
Giải
Vì n 3 n = 3k + r (k N); r {1; 2; 3}
A(n) = 32(3k + r) + 33k+r + 1
= 32r(36k - 1) + 3r (33k - 1) + 32r + 3r + 1
*Ta thấy 36k - 1 = (33)2k - 1 = (33 - 1)M = 26M 13
*Ta thấy 33k - 1 = (33 - 1)N = 26N 13
Xét : với r = 1 32n + 3n + 1 = 32 + 3 +1 = 13 13
32n + 3n + 1 13
với r = 2 32n + 3n + 1 = 34 + 32 + 1 = 91 13
32n + 3n + 1 13
Vậy với n 3 thì A(n) = 32n + 3n + 1 13 Với n N
Ví dụ 3: Tìm tất cả các số tự nhiên n để 2n - 1 7
Giải
Lấy n chia cho 3 ta có n = 3k + r (k N); r {0; 1; 2}
Với r = 0 n = 3k ta có
2n - 1 = 23k - 1 = 8k - 1 = (8 - 1)M = 7M 7
với r =1 n = 3k + 1 ta có:
2n - 1 = 28k +1 - 1 = 2.23k - 1 = 2(23k - 1) + 1
mà 23k - 1 7 2n - 1 chia cho 7 dư 1
với r = 2 n = 3k + 2 ta có :
2n - 1 = 23k + 2 - 1 = 4(23k - 1) + 3
mà 23k - 1 7 2n - 1 chia cho 7 dư 3
Vậy 23k - 1 7 n = 3k (k N)
BÀI TẬP TƯƠNG TỰ
Bài 1: CMR: An = n(n2 + 1)(n2 + 4) 5 Với n Z
Bài 2: CMR: Nếu (n, 6) =1 thì n2 - 1 24 Với n Z
tố cùng nhau với 5 đều có chữ số tận cùng là 1 hoặc 6)
(Hoặc vì m5 - m 5 m (m4 - 1) 5 m4 - 1 5)
n2 5 n5
Vậy mn 5
(Các bài tập còn lại học bạn độc tư giải)
V. PHƯƠNG PHÁP 5: BIẾN ĐỔI BIỂU THỨC CẦN CHỨNG MINH VỀ DẠNG
TỔNG.
Giả sử chứng minh A(n) k ta biến đổi A(n) về dạng tổng của nhiều hạng tử và chứng
minh mọi hạng tử đều chia hết cho k.
10
Ví dụ 1: CMR: n3 + 11n 6 với n z.
Giải
Ta có n + 11n = n - n + 12n = n(n - 1) + 12n
= n(n + 1) (n - 1) + 12n
Vì n-1 ; n ; n + 1 là 3 số nguyên liên tiếp
n(n + 1) (n - 1) 6 và 12n 6
3
3
2
Vậy n3 + 11n 6
Ví dụ 2: Cho a, b z thoả mãn (16a +17b) (17a +16b) 11
CMR: (16a +17b) (17a +16b) 121
Giải
Có 11 số nguyên tố mà (16a +17b) (17a +16b) 11
16a 17b 11
BÀI TẬP TƯƠNG TỰ
Bài 1: CMR: 13 + 33 + 53 + 73 23
Bài 2: CMR: 36n2 + 60n + 24 24
Bài 3: CMR: a. 5n+2 + 26.5n + 8 2n+1 59
11
b. 9 2n + 14 5
Bài 4: Tìm n N sao cho n3 - 8n2 + 2n n2 + 1
Bài 5: CMR: a) n4 – n2 2 với n N.
Bài 6: CMR: n(n+2)(25n2 - 1) 24 với n N.
Bài 7: Cho n Z CMR: n3 +59 n 6
Bài 8: Cho n Z CMR: n5 – n 30
Bài 9: Cho n N CMR 52n +33 17
Bài 10: Cho n N CMR 3n+2 + 42n+1 13
HƯỚNG DẪN - ĐÁP SỐ
Bài 1: 13 + 33 + 53 + 73 = (13 + 73) + (33 + 53)
= 8m + 8N 23
Bài 2: 362 + 60n + 24 = 12n(3n + 5) + 24
Ta thấy n và 3n + 5 không đồng thời cùng chẵn hoặc cùng lẻ
n(3n + 5) 2 ĐPCM
Bài 3: a. 5n+2 + 26.5n + 8 2n+1
= 5n(25 + 26) + 8 2n+1
= 5n(59 - 8) + 8.64 n
= 5n.59 + 8.59m 59
b. 9 2n + 14 = 9 2n - 1 + 15
= (81n - 1) + 15
= 80m + 15 5
Bài 4: Có n3 - 8n2 + 2n = (n2 + 1)(n - 8) + n + 8 (n2 + 1) n + 8 n2 + 1
Nếu n + 8 = 0 n = -8 (thoả mãn)
Bước 2: Giả sử (1) đúng với n = k tức là CM: A(k) P với k a
Ta CM (1) đúng với n = k + 1 tức là phải CM: A(k+1) P
Bước 3: Kết luận A(n) P với n a
Ví dụ 1: Chứng minh A(n) = 16n - 15n - 1 225 với n N*
Giải: Với n = 1 A(n) = 225 225 vậy n = 1 đúng
Giả sử n = k 1 nghĩa là A(k) = 16k - 15k - 1 225
Ta phải CM: A(k+1) = 16 k+1 - 15(k + 1) - 1 225
Thật vậy:
A(k+1) = 16 k+1 - 15(k + 1) - 1
= 16.16k - 15k - 16
= (16k - 15k - 1) + 15.16k - 15
= 16k - 15k - 1 + 15.15m
= A(k) + 225m
Mà A(k) 225 (giả thiết quy nạp) và 225m 225
Vậy A(n) 225
Ví dụ 2: CMR: với n N* và n là số tự nhiên lẻ ta có m2 1 2n 2
n
Giải: Với n = 1 m2 - 1 = (m + 1)(m - 1) 8
(vì m - 1; m + 1 là 2 số chẵn liên tiếp nên tích của chúng chia hết cho 8)
Giả sử với n = k ta có m2 1 2k 2 ta phải chứng minh: m2 1 2k 3
Thật vậy m2 1 2k 2 m2 1 2k 2.q (q Z ) m2 2k 2.q 1
k 1
k
k
k
k (k 1)
Từ (1) Sk (3)
2
Cộng vào hai vế của (3) với (k+1)3 ta có: Sk + (k+1)3 = [
Sk+1 = [
(k 1) 2
(k 1)(k 2) 2
] (k2+4k+4) = [
]
2
2
k (k 1) 2
] + (k+1)3
2
Sk+1 = [1+2+3+…+k+(k + 1)]2 Vậy (2) đã được chứng minh
Kết luận: Sn=13 + 23 + 33 +...+ n3 = (1+2+3+…+n)2
13
BÀI TẬP TƯƠNG TỰ.
Bài 1: CMR: 33n+3 - 26n - 27 29 với n 1
Bài 2: CMR: 42n+2 - 1 15
Bài 3: Chứng minh rằng với n N* số 23 + 1 3n
n
k
k
k
Theo giả thiết quy nạp : 23 + 1 3k suy ra 23 = m.3k - 1 ( mZ+)
k
k
Do đó ( 22.3 - 23 + 1 ) = (m.3k - 1 )2 - (m.3k - 1 ) +1
= m2 . 32.k - 2.m.3k+1 + 3 = 3n với n N*
Suy ra 23 + 1 = m.3k..3n = m.n. 3k+1 3k+1 (m, n N* )
Vậy theo nguyên lý quy nạp ta có điều phải chứng minh
k
k
k1
Bài 4: Đặt Sn= xn +
1
(x khác không và n thuộc Z) . Ta chỉ cần chứng minh Sn nguyên
xn
với n thuộc N( nếu n âm thì đặt n = -m )
Khi n=0, ta có S0=2 Z
14
(Các bài tập còn lại bạn độc tự giải)
VII. PHƯƠNG PHÁP 7: SỬ DỤNG ĐỒNG DƯ THỨC.
Giải bài toán dựa vào đồng dư thức chủ yếu là sử dụng định lý Euler và định lý Fermat
và định lý Wilson.
Ví dụ 1: CMR: 22225555 + 55552222 7
Giải: Có 2222 - 4 (mod 7) và 5555 4 (mod 7)
22225555 + 55552222 (- 4)5555 + 45555 (mod 7)
Lại có: (- 4)5555 + 42222 = - 45555 + 42222 = - 42222 (43333 - 1) = - 42222 43
Vì 43 = 64 1 (mod 7) 43
1111
1111
1
1 0 (mod 7) 22225555 + 55552222 0 (mod 7)
Vậy 22225555 + 55552222 7
Ví dụ 2: CMR: 32 23 5 22 với n N
Giải: Theo định lý Fermat ta có:
310 1 (mod 11) và 210 1 (mod 11)
Giải : Ta có: 24 6 (mod) 24n+1 2 (mod 10)
24n+1 = 10q + 2 (q N) 22 210q2
Theo định lý Fermat ta có: 210 1 (mod 11) 210q 1 (mod 11)
22 7 210 q 2 7 4+7 (mod 11) 0 (mod 11)
Vậy 22 7 11 với n N (ĐPCM)
BÀI TẬP TƯƠNG TỰ.
Bài 1: CMR 22 3 19 với n N
Bài 2: CMR với n 1 ta có: 52n-1. 22n-15n+1 + 3n+1 .22n-1 38
4 n1
4 n1
4 n1
4 n1
4 n1
4 n1
6 n 2
Bài 3: Cho n>3 và n là số tự nhiên. Chứng minh rằng: 2n =10a+b (0
Giải: Một số khi chia cho 5 có thể nhận một trong các số dư là : 0; 1; 2; 3; 4.
Trong 6 số tự nhiên bất kì khi chia cho 5 luôn tồn tại ít nhất 2 số có cùng số dư (nguyên
tắc Đirichlet). Suy ra hiệu của 2 số chia hết cho 5.
Ví dụ 2: CMR tồn tại một số tự nhiên x1
Do đó số dư của các phép chia chỉ có thể theo một thứ tự nào đó là 1,2,3, ….., 16.
Có 17 phép chia và 16 số dư có thể nên có ít nhất hai số hạng của dãy (1) chia cho 17 có
cùng số dư.
16
Gọi hai số đó là 25i và 25j với i,j thuộc N và 1 i
Bài 3: Các đường trung bình của tam giác ABC chia nó thành 4 tam giác đều có cạnh
bằng 0,5. Theo nguyên tắc Direchlel, ắt tồn tại ít nhất rơi vào cùng một tam giác nhỏ .
Nên ta có khoảng cách giữa hai điểm này bằng 0,5.
Bài 4: Chia hình tròn thành 8 hình quạt bằng nhau có bán kính là bán kính của hình tròn.
Do đó mỗi hình quạt có diện tích bằng 1.
Theo nguyên tắc Direchlel, ắt tồn tại ít nhất là một hình quạt chứa nhiều hơn hai điểm.
Xét 3 điểm phân biệt trong hình quạt đã cho.
Dễ thấy tam giác tạo bởi 3 điểm này có diện tích bé hơn 1.
(Các bài tập còn lại bạn độc tự giải)
IX: PHƯƠNG PHÁP 9: DÙNG PHƯƠNG PHÁP PHẢN CHỨNG.
Để CM A(n) p (hoặc A(n) không chia hết cho p )
Giả sử: A(n) không chia hết cho p (hoặc A(n) p )
CM phần giả sử là sai
Kết luận: A(n) p (hoặc A(n) không chia hết cho p )
Ví dụ 1: CMR n2 + 3n + 5 121 với n ẻ N
Giả sử tồn tại n ẻ N sao cho n2 + 3n + 5 121 ị 4n2 + 12n + 20 121 (vì (n, 121) = 1)
ị (2n + 3)2 + 11 121 (1) ị (2n + 3)2 11
Vì 11 là số nguyên tố ị 2n + 3 11ị (2n + 3)2 121 (2)
Từ (1) và (2) ị 11 121 vô lý. Vậy n2 + 3n + 5 121
Ví dụ 2: CMR n2 - 1 n với n ẻ N*
Giải: Xét tập hợp số tự nhiên N*
Giả sử n 1, n ẻ N* sao cho n2 - 1 n
Gọi d là ước số chung nhỏ nhất khác 1 của n ị d ẻ (p) theo định lý Fermat ta có
2d-1 1 (mod d) ị m < d
Ta chứng minh m\n
Giả sử n = mq + r (0 Ê r < m). Theo giả sử n2 - 1 n ị nmq+r - 1 n
ị 2r(nmq - 1) + (2r - 1) n ị 2r - 1 d vì r < m mà m ẻ N, m nhỏ nhất khác 1 có tính chất
(1)
ị r = 0 ị m\n mà m < d cũng có tính chất (1) nên điều giả sử là sai.
Vậy n2 - 1 n với n ẻ N*
Bài 3: Giả sử n ẻ N để 4n2 - 4n + 18 289ị(2n - 1)2 + 17 172 ị (2n - 1) 17
17 là số nguyên tố ị (2n - 1) 17 ị (2n - 1)2 289
ị 17 289 vô lý. Vậy không tồn tại số tự nhiên n để: 4n2 - 4n + 18 289
Bài 4: Giả sử a+b và ab không nguyên tố cùng nhau. Do đó a+b và ab phải có ít nhất
một ước số chung nguyên tố d. a+b d (1) và ab d (2)
Vì d là số nguyên tố nên từ (2) ta có a d hoặc b d
Nếu a d thì từ (1) suy ra b d
Như vậy a và b có một ước số chung nguyên tố d trái với giả thiết
Nếu b d tương tự như trên.
(Các bài tập còn lại bạn độc tự giải)
C: BÀI TẬP ÁP DỤNG.
I:CHỨNG MINH MỘT SỐ LÀ SỐ CHÍNH PHƯƠNG, KHÔNG CHÍNH
PHƯƠNG.
Sử dụng tính chất “số chính phương chỉ có thể tận cùng là: “0 ; 1 ; 4 ; 5 ; 6 ; 9”
Bài 1: Chứng minh số 1234567890 không phải là số chính phương.
Bài 2: Chứng minh một số có tổng các chữ số là 2006 không phải là số chính phương.
19
Bài 3: CM : Với mọi số tự nhiên n thì an = n(n + 1)(n + 2)(n + 3) + 1 là số chính
phương.
Bài 4: Chứng minh rằng : Nếu m, n là các số tự nhiên thỏa mãn 3m2 + m = 4n2 + n
thì m - n và 4m + 4n + 1 đều là số chính phương.
Bài 5: Chứng minh số : n = 20042 + 20032 + 20022 - 20012 không phải là số chính
phương.
Bài 6: Chứng minh rằng nếu một số có tổng các chữ số là 2004 thì số đó không phải là
số chính phương.
Bài 7: Chứng minh tổng các số tự nhiên liên tiếp từ 1 đến 2005 không phải là số chính
phương.
Bài 8: Chứng minh số 4014025 không là số chính phương.
67
99
1414
b) 14
c) 45
20
Bài 2: Tìm chữ số tận cùng của tổng S = 21 + 35 + 49 + … + 20048009.
Bài 3: Tìm chữ số tận cùng của tổng T = 23 + 37 + 411 + … + 20048011.
Bài 4: Tồn tại hay không số tự nhiên n sao cho n2 + n + 1 chia hết cho 19952000.
Bài 5: Tìm hai chữ số tận cùng của các tổng :
a) S1 = 12002 + 22002 + 32002 + ... + 20042002; b) S2 = 12003 + 22003 + 32003 + ... + 20042003
Bài 6: Chứng minh rằng các tổng sau không thể là số chính phương :
a) M = 19k + 5k + 1995k + 1996k (với k chẵn);
b) N = 20042004k + 2003
Bài 7: Tìm ba chữ số tận cùng của 2004200.
Bài 8: Tìm hai chữ số tận cùng của các số : a) a2003 b) 799
Bài 9: Tìm số dư của phép chia 3517 cho 25.
Bài 10: Cho n Є N và n - 1 không chia hết cho 4. Chứng minh rằng 7n + 2 không thể là
số chính phương.
Bài 11: Tìm ba chữ số tận cùng của 123101.
Bài 12: Tìm ba chữ số tận cùng của 3399...98.
HƯỚNG DẪN-ĐÁP SỐ.
67
67
21
n2 + n chỉ có thể là 0 ; 2 ; 6 => n2 + n + 1 chỉ có thể tận cùng là 1 ; 3 ; 7=>n2+n+1 không
chia hếtcho 5.
Vậy không tồn tại số tự nhiên n sao cho n2 + n + 1 chia hết cho 19952000.
(Các bài tập còn lại bạn độc tự giải)
III: ƯCLN VÀ BCNN
Gọi (a, b) = d nên a=md , b=nd ; thì [a, b] = mnd (*) và ab = (a, b).[a, b] (**)
Bài 1: Tìm hai số nguyên dương a, b biết [a, b] = 240 và (a, b) = 16.
Bài 2: Tìm hai số nguyên dương a, b biết ab = 216 và (a, b) = 6.
Bài 3: Tìm hai số nguyên dương a, b biết ab = 180, [a, b] = 60.
Bài 4: Tìm hai số nguyên dương a, b biết a/b = 2,6 và (a, b) = 5.
Bài 5: Tìm a, b biết a/b = 4/5 và [a, b] = 140.
Bài 6: Tìm hai số nguyên dương a, b biết a + b = 128 và (a, b) = 16.
Bài 7: Tìm a, b biết a + b = 42 và [a, b] = 72.
Bài 8: Tìm a, b biết a - b = 7, [a, b] = 140.
Bài 9: Tìm hai số a, b biết 7a = 11b và (a, b) = 45.
Bài 10: Tìm hai số biết tổng của chúng bằng 448, ƯCLN của chúng bằng 16 và chúng
có các chữ số hàng đơn vị giống nhau.
Bài 11: Cho hai số tự nhiên a và b. Tìm tất cả các số tự nhiên c sao cho trong ba số, tích
của hai số luôn chia hết cho số còn lại.
HƯỚNG DẪN GIẢI
Bài 1: Tìm hai số nguyên dương a, b biết [a, b] = 240 và (a, b) = 16.
Giải: Do vai trò của a, b là như nhau, không mất tính tổng quát, giả sử a ≤ b.
Bài 5. Tìm số nhỏ nhất có 15 ước số ?
Bài 6. Cho một số N phân tích ra thừa số nguyên tố có dạng N=2x.3y.Nếu đem chi N cho
2 thì được một số có 10 ước số.Nếu đem chia N cho 6 thì được một số có 8 ước số.Tìm
số N?
Bài 7. Một số có 4 chữ số giống nhau chỉ có hai ước số là những số nguyên tố. Hãy tính
số đó và các ước số nguyên tố của nó ?
Bài 8. Tìm tất cả các số nguyên tố p và q sao cho các số 7p+q và pq+11 cũng là số
nguyên tố
Bài 9. Chứng tỏ rằng với mọi số tự nhiên n khác 0 thì số: 11...1 2 11...1 lµ hî p sè.
n ch÷ sè
n ch÷ sè
Bài 10. Tìm tổng tất cả các số có ba chữ số mà mỗi số là tích của 4 số nguyên tố khác
nhau.
HƯỚNG DẪN-ĐÁP SỐ.
Bài 1: Giải: HD: 10200 = 23.3.52.17
Bài 2: Giải: Áp dụng định lý về tìm ước số của một số ta làm như sau:
Phân tích 72 ra thừa số nguyên tố: 72 = 23. 32 = 2 .3
Vậy số ước của 72 là: n = ( 1) + 1 = (3 + 1) (2 + 1) = 12.
Giá trị các ước số dó là: P = (1 + a + a2 +….+ a ) 1 + b + b2 .... b
Ta có P = (1 + 2 + 22 + 23).(1 + 3 + 32)
= (1 + 2 + 4 + 8).(1 + 3 + 9 )
= 1 + 3 + 9 + 2 + 6 + 18 + 4 + 12 + 36 + 8 + 24 + 72
Vậy các ước số là 1, 2, 3, 4, 6, 9, 12, 18, 24, 36, 72 và 8.
Giải: Áp dụng định lý về tìm ước số của một số ta làm như sau:
+ Phân tích 72 ra thừa số nguyên tố: 72 = 23. 32 = 2 .3
+ Vậy số ước của 72 là: n = ( 1) + 1 = (3 + 1) (2 + 1) = 12.
+ Giá trị các ước số dó là :
P = (1 + a + a2 +….+ a ) 1 + b + b2 .... b
Ta có P = (1 + 2 + 22 + 23).(1 + 3 + 32) = (1 + 2 + 4 + 8).(1 + 3 + 9 )
= 1 + 3 + 9 + 2 + 6 + 18 + 4 + 12 + 36 + 8 + 24 + 72
Vậy các ước số là 1, 2, 3, 4, 6, 8,9, 12, 18, 24, 36, 72
(Các bài tập còn lại bạn độc tự giải)
V: PHƯƠNG TRÌNH NGHIỆM NGUYÊN.
Bài 1: Tìm các nghiệm nguyên của phương trình: xy + x - 2y = 3 (1)
Bài 2: Tìm các nghiệm nguyên dương của phương trình: 4x + 5y = 65
Bài 3: Tìm các nghiệm nguyên của phương trình: 3x + 17y = 159
Bài 4: Tìm các nghiệm nguyên của phương trình: 2x + 13y = 156
Bài 5: Chứng minh rằng không tồn tại các số nguyên x, y sao cho 2x2 + y2 = 2007
Bài 6: Tìm các nghiệm nguyên của phương trình: 4x2 + 4x + y2 = 24
Bài 7: Tìm các nghiệm nguyên của phương trình: xy2 + 2xy + x - 216y = 0
Bài 8: Tìm các nghiệm nguyên của phương trình: x2 + y2 +z2 = 1980
Bài 9: Tìm các nghiệm nguyên của phương trình: 1 + x2 + x3 + x4 = y4
Bài 10: Tìm các nghiệm nguyên của phương trình:17(xyzt+xy+xt+zt+1)=54(yzt+ y+t)
HƯỚNG DẪN-ĐÁP SỐ.
Bài 1: Giải: Ta có : (1) y(x-2) = -x + 3
Vì x = 2 không phải là nghiệm phương trình nên :
1
x 3
Ta thấy y là số nguyên nên x - 2 phải là ước của 1
y = -1 +
x2
x2
Nên x – 2 = 1 x = 1 hoặc x = 3. Từ đó ta có nghiệm : (x ;y) là (1 ;-2) và (3 ;0)
(t Z).
Thử lại, ta thấy x, y nghiệm đúng phương trình.
24
x 53 17t
y 3t
Vậy nghiệm nguyên của phương trình :
(t Z).
Bài 4: Tìm các nghiệm nguyên của phương trình : 2x + 13y = 156
x 13t
x 78 13t
(nếu phát hiện x 13) hoặc
(nếu phát hiện y
y 12 2t
y 2t
(Đáp số :
2)
Bài 5: Giải : Ta có 2x2 2, 2007 2 nên y2 lẻ y = 2k + 1.
Ta có 2x2 + 4k2 + 4k = 2006.
Vì 2006 chia 4 dư 2 nên 2x2 4 tức x lẻ, x = 2h + 1. Từ đó 2(2h + 1)2 + 4k2 + 4k = 2006
8h2 + 8h + 4k2 + 4k = 2004. Sốø 2004 8 mà 8h2 + 8h + 4k2 + 4k 8. Vô lí.
Vậy không tồn tại các số nguyên x, y thỏa mãn 2x2 + y2 = 2007.
Bài 6: Một lớp học có 40 người về nghĩ hè. Biết rằng mỗi em có địa chỉ ít nhất 20 bạn
và nếu A có địa chỉ của B thì B cũng có địa chỉ của A. Chúng minh rằng bất cứ hai em
nào trong lớp cũng có thể nhắn tin cho nhau ?
Bài 7: Trong một mặng phẳng cho 2005 điểm và trong ba điểm bất kỳ bao giờ cũng tìm
được hai điểm có khoãng cách giữa chúng nhỏ hơn 1. Chứng minh rằng tồn tại một hình
tròn có bán kính bằng 1 chứa không ít hơn 1003 điểm đó.
D. GIỚI THIỆU MỘT SỐ ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CÁC CẤP.
Bài 1: Chứng minh rằng biểu thức A (23n1 2n )(n5 n) 30 với n là số tự nhiên.
(Đề thi chọn học sinh giỏi toán 9 TP HCM NĂM 1988-1989)
Bài 2: Cho n là số nguyên. Chứng minh rằng n(n 2)(25n2 1) 24
(Đề thi chọn học sinh giỏi toán 9 TP HCM NĂM 2005-2006)
Bài 3: Chứng minh rằng với mọi x là số nguyên lẻ thì: ( x3 3x 2 x 21) 6
(Đề thi chọn học sinh giỏi toán 9 TP HCM NĂM 2004-2005)
25