Câu 3 (6,0 điểm). Với số nguyên tố , đặt .
a) Chứng minh rằng nếu thì mọi ước nguyên tố của đều nguyên tố cùng nhau với .
b) Chứng minh rằng tồn tại vô số số nguyên dương sao cho là số nguyên tố.
Câu 3 (6,0 điểm). Với số nguyên tố , đặt .
a) Chứng minh rằng nếu thì mọi ước nguyên tố của đều nguyên tố cùng nhau với .
b) Chứng minh rằng tồn tại vô số số nguyên dương sao cho là số nguyên tố.
a) Chứng minh rằng nếu thì mọi ước nguyên tố của đều nguyên tố cùng nhau với .
b) Chứng minh rằng tồn tại vô số số nguyên dương sao cho là số nguyên tố.
Đáp án chính thức: Tự luận
Hướng dẫn giải chi tiết
(AI giải đề cho tôi)
Câu 3.
a) Giả sử . Khi đó (mọi số hạng chứa đều chia hết cho ), nên .
Mặt khác, vì nên . Gọi là ước nguyên tố bất kỳ của . Nếu thì , tức ; nhưng khi đó và , vô lý. Vậy . Kết hợp (do ), ta được với mọi ước nguyên tố của . Đpcm.
b) Giả sử phản chứng chỉ có hữu hạn số nguyên tố dạng , liệt kê (khác ). Đặt , khi đó . Theo câu a), mọi ước nguyên tố của đều nguyên tố cùng nhau với ; nói riêng và .
Từ và , , suy ra . Vì nên , do đó cấp của modulo đúng bằng . Theo định lý Fermat nhỏ, , nên , tức với .
Nhưng , mâu thuẫn với cách dựng là toàn bộ các số nguyên tố dạng . Vậy tồn tại vô số số nguyên dương sao cho là số nguyên tố. Đpcm.
Câu 3.
a) Giả sử . Khi đó (mọi số hạng chứa đều chia hết cho ), nên .
Mặt khác, vì nên . Gọi là ước nguyên tố bất kỳ của . Nếu thì , tức ; nhưng khi đó và , vô lý. Vậy . Kết hợp (do ), ta được với mọi ước nguyên tố của . Đpcm.
b) Giả sử phản chứng chỉ có hữu hạn số nguyên tố dạng , liệt kê (khác ). Đặt , khi đó . Theo câu a), mọi ước nguyên tố của đều nguyên tố cùng nhau với ; nói riêng và .
Từ và , , suy ra . Vì nên , do đó cấp của modulo đúng bằng . Theo định lý Fermat nhỏ, , nên , tức với .
Nhưng , mâu thuẫn với cách dựng là toàn bộ các số nguyên tố dạng . Vậy tồn tại vô số số nguyên dương sao cho là số nguyên tố. Đpcm.