Câu 2 (7,0 điểm):
a) Tìm tất cả các số nguyên tố , và số nguyên không âm thỏa mãn phương trình .
b) Với là một số nguyên và là một số nguyên không âm, chứng minh rằng không thể tồn tại các số nguyên tố , thỏa mãn phương trình .
Câu 2 (7,0 điểm):
a) Tìm tất cả các số nguyên tố , và số nguyên không âm thỏa mãn phương trình .
b) Với là một số nguyên và là một số nguyên không âm, chứng minh rằng không thể tồn tại các số nguyên tố , thỏa mãn phương trình .
a) Tìm tất cả các số nguyên tố , và số nguyên không âm thỏa mãn phương trình .
b) Với là một số nguyên và là một số nguyên không âm, chứng minh rằng không thể tồn tại các số nguyên tố , thỏa mãn phương trình .
Đáp án chính thức: Tự luận
Hướng dẫn giải chi tiết
(AI giải đề cho tôi)
Câu 2.
a) Rõ ràng , (nếu thì vô lý); cho vô lý.
• Nếu : . Với , nên chẵn, suy ra , mâu thuẫn; kiểm tra () không chính phương. Không có nghiệm.
• Nếu đều lẻ: nên , tức . Viết
(vì và đều chẵn). Do đó và nguyên tố cùng nhau, tích bằng , nên một thừa số bằng 1:
Suy ra , tức , với .
Nếu nguyên tố thì phải là lũy thừa của 2 (vì nếu có ước nguyên lẻ thì và ). Nếu nguyên tố thì phải là số nguyên tố (vì nếu với thì ). Vậy vừa là lũy thừa của 2 vừa là số nguyên tố . Khi đó , , kiểm tra: , thỏa mãn.
Vậy là nghiệm duy nhất.
b) Giả sử phản chứng tồn tại số nguyên tố và với , . Do nên , .
• Trường hợp đều lẻ: . Tổng là tổng của số hạng lẻ nên lẻ và . Nhưng chỉ có ước nguyên tố là 2, mâu thuẫn với việc là ước lẻ lớn hơn 1 của .
• Trường hợp , lẻ: (xét ; nếu thì , không phải lũy thừa bậc của số nguyên tố lẻ). Nếu : thừa số lẻ xuất hiện trong phân tích của – lũy thừa của số nguyên tố lẻ , mâu thuẫn. Nếu : nên , mâu thuẫn với lẻ. Vậy vô nghiệm.
• Trường hợp , lẻ: là hiệu của số chẵn và số lẻ nên lẻ, do đó và . Nhưng nên với , mâu thuẫn.
Tất cả các trường hợp đều dẫn đến mâu thuẫn. Vậy với không tồn tại các số nguyên tố thỏa mãn .
Câu 2.
a) Rõ ràng , (nếu thì vô lý); cho vô lý.
• Nếu : . Với , nên chẵn, suy ra , mâu thuẫn; kiểm tra () không chính phương. Không có nghiệm.
• Nếu đều lẻ: nên , tức . Viết
(vì và đều chẵn). Do đó và nguyên tố cùng nhau, tích bằng , nên một thừa số bằng 1:
Suy ra , tức , với .
Nếu nguyên tố thì phải là lũy thừa của 2 (vì nếu có ước nguyên lẻ thì và ). Nếu nguyên tố thì phải là số nguyên tố (vì nếu với thì ). Vậy vừa là lũy thừa của 2 vừa là số nguyên tố . Khi đó , , kiểm tra: , thỏa mãn.
Vậy là nghiệm duy nhất.
b) Giả sử phản chứng tồn tại số nguyên tố và với , . Do nên , .
• Trường hợp đều lẻ: . Tổng là tổng của số hạng lẻ nên lẻ và . Nhưng chỉ có ước nguyên tố là 2, mâu thuẫn với việc là ước lẻ lớn hơn 1 của .
• Trường hợp , lẻ: (xét ; nếu thì , không phải lũy thừa bậc của số nguyên tố lẻ). Nếu : thừa số lẻ xuất hiện trong phân tích của – lũy thừa của số nguyên tố lẻ , mâu thuẫn. Nếu : nên , mâu thuẫn với lẻ. Vậy vô nghiệm.
• Trường hợp , lẻ: là hiệu của số chẵn và số lẻ nên lẻ, do đó và . Nhưng nên với , mâu thuẫn.
Tất cả các trường hợp đều dẫn đến mâu thuẫn. Vậy với không tồn tại các số nguyên tố thỏa mãn .