Câu 5 (7,0 điểm)
a) Chứng minh rằng trong 5 số nguyên dương bất kì, luôn tồn tại 3 số có tổng chia hết cho 3.

b) Chứng minh rằng trong 13 ước nguyên dương của , luôn tồn tại 3 số có tích là lập phương của một số tự nhiên.

Đáp án chính thức: Tự luận
Hướng dẫn giải chi tiết
(AI giải đề cho tôi)
**Câu 5.**

**a) Xét phần dư mod 3.** Chia 5 số nguyên dương đã cho theo phần dư khi chia cho 3 thành 3 nhóm: nhóm (dư 0), (dư 1), (dư 2).

- **Trường hợp 1:** Tồn tại một nhóm có ít nhất 3 số. Lấy 3 số đó, tổng phần dư của chúng là , hoặc , đều chia hết cho 3. Vậy tổng 3 số đó chia hết cho 3.
- **Trường hợp 2:** Mỗi nhóm có nhiều nhất 2 số. Vì tổng cộng có 5 số nên cả 3 nhóm đều khác rỗng (nếu có một nhóm rỗng thì tối đa số, mâu thuẫn). Lấy 1 số từ mỗi nhóm, tổng phần dư là . Vậy tổng 3 số đó chia hết cho 3.

Vậy trong 5 số nguyên dương bất kì luôn tồn tại 3 số có tổng chia hết cho 3.

**b) Mỗi ước nguyên dương của có dạng với .**

Tích của ba ước là lập phương của một số tự nhiên khi và chỉ khi


Gán mỗi ước với điểm (phần dư của mod 3), ta được 13 điểm (có thể trùng) trong tập 9 điểm của .

**Bổ đề:** *Bất kỳ 7 điểm phân biệt trong đều chứa 3 điểm thẳng hàng, tức 3 điểm có tổng tọa độ .*

*Chứng minh bổ đề:* Giả sử có 7 điểm phân biệt với không 3 điểm nào thẳng hàng. Trong mặt phẳng affine có 12 đường thẳng, mỗi đường chứa đúng 3 điểm. Phần bù của tập 7 điểm có đúng 2 điểm; mỗi điểm nằm trên 4 đường thẳng và hai điểm đó cùng nằm trên đúng 1 đường thẳng, nên số đường thẳng đi qua ít nhất một điểm trong phần bù là . Do đó còn lại đường thẳng không chứa điểm nào của phần bù, tức cả 3 điểm trên mỗi đường đó đều thuộc tập 7 điểm — mâu thuẫn với giả thiết không có 3 điểm thẳng hàng. Bổ đề được chứng minh. (Ba điểm phân biệt thẳng hàng trong tương đương .)

**Áp dụng:** Xét 13 điểm đã cho.

- Nếu có một lớp (điểm) chứa ít nhất 3 ước, lấy 3 ước đó: tổng số mũ mỗi loại , tích là lập phương.
- Nếu mỗi lớp chứa nhiều nhất 2 ước, thì số lớp phân biệt bị chiếm ít nhất . Theo bổ đề, tồn tại 3 lớp phân biệt , , với . Lấy từ mỗi lớp một ước ; khi đó và , nên

là lập phương của một số tự nhiên.

Vậy trong 13 ước nguyên dương của luôn tồn tại 3 số có tích là lập phương của một số tự nhiên.
Câu hỏi này trích từ đề thi chính thức:

Đề Thi Chính Thức Toán 2025 Sở GD&ĐT Đồng Tháp Ngày 17/9 - Buổi 2

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

Các câu hỏi khác trong đề (3 câu)

Xem toàn bộ đề →