Cho là các số nguyên dương nguyên tố cùng nhau thỏa mãn . Xét thuật toán phân tích phân số thành tổng các phân số có tử số bằng 1 như sau: Khởi tạo . Tại mỗi bước , ta xác định số nguyên (trong đó ký hiệu số nguyên nhỏ nhất không nhỏ hơn ), đồng thời đặt là dạng tối giản của hiệu:
Thuật toán dừng lại tại bước nếu . Khi đó, dãy sinh ra được gọi là dãy mẫu số tương ứng của . Hãy tìm tất cả các phân số sao cho thuật toán dừng lại sau đúng 4 bước, đồng thời dãy mẫu số thu được thỏa mãn: .
Cho là các số nguyên dương nguyên tố cùng nhau thỏa mãn . Xét thuật toán phân tích phân số thành tổng các phân số có tử số bằng 1 như sau: Khởi tạo . Tại mỗi bước , ta xác định số nguyên (trong đó ký hiệu số nguyên nhỏ nhất không nhỏ hơn ), đồng thời đặt là dạng tối giản của hiệu:
Thuật toán dừng lại tại bước nếu . Khi đó, dãy sinh ra được gọi là dãy mẫu số tương ứng của . Hãy tìm tất cả các phân số sao cho thuật toán dừng lại sau đúng 4 bước, đồng thời dãy mẫu số thu được thỏa mãn: .
Thuật toán dừng lại tại bước nếu . Khi đó, dãy sinh ra được gọi là dãy mẫu số tương ứng của . Hãy tìm tất cả các phân số sao cho thuật toán dừng lại sau đúng 4 bước, đồng thời dãy mẫu số thu được thỏa mãn: .
Đáp án chính thức: Tự luận
Hướng dẫn giải chi tiết
Với , do và , ta có .
Vì nên hay , do đó
Mặt khác, theo định nghĩa của , ta có nên , và vì thế
Đặt , , , . Khi đó và và
Từ và , ta được , do đó , từ đó .
Kết hợp với , ta có nên hay hay .
Mặt khác, nên hay hay .
Kết hợp các điều kiện còn lại giải ra , , từ đó . Khi đó
Dễ dàng kiểm tra đây là phân số duy nhất thoả mãn yêu cầu đề bài.
Vậy tất cả phân số cần tìm là .
Vì nên hay , do đó
Mặt khác, theo định nghĩa của , ta có nên , và vì thế
Đặt , , , . Khi đó và và
Từ và , ta được , do đó , từ đó .
Kết hợp với , ta có nên hay hay .
Mặt khác, nên hay hay .
Kết hợp các điều kiện còn lại giải ra , , từ đó . Khi đó
Dễ dàng kiểm tra đây là phân số duy nhất thoả mãn yêu cầu đề bài.
Vậy tất cả phân số cần tìm là .