Với mỗi số tự nhiên , ta kí hiệu là số tự nhiên lớn nhất thỏa mãn . Tìm tất cả các số tự nhiên thỏa mãn các điều kiện:
(i) không là một lũy thừa của 3;
(ii) Dãy số là một dãy số không bị chặn.
Với mỗi số tự nhiên , ta kí hiệu là số tự nhiên lớn nhất thỏa mãn . Tìm tất cả các số tự nhiên thỏa mãn các điều kiện:
(i) không là một lũy thừa của 3;
(ii) Dãy số là một dãy số không bị chặn.
(i) không là một lũy thừa của 3;
(ii) Dãy số là một dãy số không bị chặn.
Đáp án chính thức: Tự luận
Hướng dẫn giải chi tiết
Đáp án (theo lời giải tham khảo, trang 6): Các số tự nhiên cần tìm là các số nguyên dương thỏa mãn hoặc và không là lũy thừa của 3.
Lời giải. Yêu cầu bài toán tương đương với tìm tất cả số tự nhiên thỏa mãn với mọi số nguyên dương thì tồn tại thỏa mãn
Trước hết, để ý rằng tất cả các số dư của modulo 8 đều thuộc tập do đó nếu không đồng dư 1 hoặc 3 modulo 8 thì ta có với mọi số tự nhiên do đó với mọi hay dãy số trên bị chặn.
Ta sẽ chứng minh với là số nguyên dương thoả và không là lũy thừa của 3 thì dãy trên sẽ không bị chặn. Với thì từ điều kiện của thì dễ dàng thấy rằng tồn tại để . Giả sử với nào đó thì ta đã có số nguyên dương để , ta sẽ chỉ ra số nguyên dương mà . Đặt , nếu chẵn thì ta chọn thì thấy thoả mãn.
Khi mà lẻ ta xét thì khi này ta có
Mặt khác, theo ta cũng có
do đó ta viết được dưới dạng với là số lẻ, từ đó có
chia hết cho , như vậy cũng tồn tại để , theo quy nạp ta thấy rằng với mọi thì luôn tồn tại để hay nói cách khác dãy không bị chặn.
Lời giải. Yêu cầu bài toán tương đương với tìm tất cả số tự nhiên thỏa mãn với mọi số nguyên dương thì tồn tại thỏa mãn
Trước hết, để ý rằng tất cả các số dư của modulo 8 đều thuộc tập do đó nếu không đồng dư 1 hoặc 3 modulo 8 thì ta có với mọi số tự nhiên do đó với mọi hay dãy số trên bị chặn.
Ta sẽ chứng minh với là số nguyên dương thoả và không là lũy thừa của 3 thì dãy trên sẽ không bị chặn. Với thì từ điều kiện của thì dễ dàng thấy rằng tồn tại để . Giả sử với nào đó thì ta đã có số nguyên dương để , ta sẽ chỉ ra số nguyên dương mà . Đặt , nếu chẵn thì ta chọn thì thấy thoả mãn.
Khi mà lẻ ta xét thì khi này ta có
Mặt khác, theo ta cũng có
do đó ta viết được dưới dạng với là số lẻ, từ đó có
chia hết cho , như vậy cũng tồn tại để , theo quy nạp ta thấy rằng với mọi thì luôn tồn tại để hay nói cách khác dãy không bị chặn.