Cho số nguyên tố sao cho số là số nguyên tố với mọi . Tìm tất cả các bộ ba số nguyên thỏa mãn , và
Cho số nguyên tố sao cho số là số nguyên tố với mọi . Tìm tất cả các bộ ba số nguyên thỏa mãn , và
Đáp án chính thức: Tự luận
Hướng dẫn giải chi tiết
(AI giải đề cho tôi)
Bài 3. Khẳng định: bộ ba duy nhất là .
Bước 1 (chặn cho ): Từ ta có . Vì nên ; vì nên . Suy ra , tức , nên (vì với mọi nguyên tố ).
Bước 2 (chứng minh ): Giả sử , gọi là ước nguyên tố nhỏ nhất của ; theo Bước 1 thì . Từ và suy ra .
- Trường hợp lẻ: chọn với . Khi đó , do đó
Vì lẻ nên . Mặt khác với mọi (giá trị nhỏ nhất tại hoặc bằng ), và là số nguyên tố. Nếu thì và , mâu thuẫn với ; nếu thì nó nguyên tố nên không có ước nguyên tố — đều mâu thuẫn.
- Trường hợp : khi đó chẵn. Ta có nên lẻ, do đó . Suy ra , tức . Vì chẵn nên chẵn, suy ra chẵn, tức . Nhưng khi thì nên , mâu thuẫn với .
Vậy .
Bước 3 (tìm ): Với : nên ; vì nên lẻ, suy ra . Khi đó nên . Kiểm tra: , , và — thỏa mãn.
Kết luận: tập tất cả các bộ ba là , duy nhất.
Bài 3. Khẳng định: bộ ba duy nhất là .
Bước 1 (chặn cho ): Từ ta có . Vì nên ; vì nên . Suy ra , tức , nên (vì với mọi nguyên tố ).
Bước 2 (chứng minh ): Giả sử , gọi là ước nguyên tố nhỏ nhất của ; theo Bước 1 thì . Từ và suy ra .
- Trường hợp lẻ: chọn với . Khi đó , do đó
Vì lẻ nên . Mặt khác với mọi (giá trị nhỏ nhất tại hoặc bằng ), và là số nguyên tố. Nếu thì và , mâu thuẫn với ; nếu thì nó nguyên tố nên không có ước nguyên tố — đều mâu thuẫn.
- Trường hợp : khi đó chẵn. Ta có nên lẻ, do đó . Suy ra , tức . Vì chẵn nên chẵn, suy ra chẵn, tức . Nhưng khi thì nên , mâu thuẫn với .
Vậy .
Bước 3 (tìm ): Với : nên ; vì nên lẻ, suy ra . Khi đó nên . Kiểm tra: , , và — thỏa mãn.
Kết luận: tập tất cả các bộ ba là , duy nhất.