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.

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 hỏi này trích từ đề thi chính thức:

Đề Khảo Sát Đội Tuyển Học Sinh Giỏi Toán THPT Chuyên Lào Cai - Ngày Thi Thứ Nhất

6 câu hỏi•Thời gian 180 phút•Chấm điểm & giải thích chi tiết

Các câu hỏi khác trong đề (6 câu)

Xem toàn bộ đề →