Cho tập hợp gồm 2025 số nguyên dương đầu tiên. Xét một tập con của tập hợp có nhiều hơn một phần tử thỏa mãn: với mỗi , nếu thì .

Gọi là số phần tử của tập hợp . Chứng minh tồn tại tập hợp là các tập con của tập hợp số tự nhiên và thỏa mãn đồng thời hai điều kiện sau:

i) và .

ii) Với mỗi , tồn tại sao cho .

Đáp án chính thức: Tự luận
Hướng dẫn giải chi tiết
(AI giải đề cho tôi)
Ý tưởng: vì chỉ cần tồn tại với , ta chọn các là các lớp thặng dư modulo (với ). Khi đó với mọi cặp số (nói riêng với mọi ), phép dịch chuyển luôn là một lớp thặng dư modulo , nên luôn khớp với một dịch bởi .

Cách dựng: Vì có phần tử với , xét tập sau, với :


Kiểm tra điều kiện i): Mỗi số tự nhiên có đúng một số dư khi chia cho , do đó thuộc đúng một tập . Suy ra và với mọi .

Kiểm tra điều kiện ii): Lấy tùy ý . Với mọi ta có

Chọn sao cho (luôn tồn tại duy nhất). Khi đó

Vậy điều kiện ii) thỏa mãn (thực ra nó đúng cho mọi , nói riêng cho mọi ).

Kết luận: Các tập được dựng như trên thỏa mãn đồng thời hai điều kiện i) và ii), nên tồn tại tập hợp như yêu cầu.

Nhận xét: Tính chất đóng của (nếu và thì ) chỉ bảo đảm là một cấp số cộng hữu hạn trong , tuy nhiên phép dựng trên không cần dùng đến tính chất này vì điều kiện ii) chỉ yêu cầu tồn tại cặp chỉ số tương ứng.
Câu hỏi này trích từ đề thi chính thức:

Kỳ Thi Chọn HSG Thành Phố Môn Toán Bảng B 2025-2026 - Ngày Thi 22/9/2025 - Đề Số 1

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

Các câu hỏi khác trong đề (4 câu)

Xem toàn bộ đề →