Bài 2. (7,0 điểm) Một số nguyên dương được gọi là "đẹp" nếu tồn tại các số nguyên dương đôi một phân biệt (với ) sao cho và , . Gọi là tập hợp tất cả các số nguyên dương "đẹp".
a) Giả sử là số chính phương không chia hết cho 3, và , . Chứng minh các số đôi một nguyên tố cùng nhau và là các số chính phương.
b) Chứng minh tập hợp có vô hạn phần tử.

Đáp án chính thức: Tự luận
Hướng dẫn giải chi tiết
Lời giải (Lim Olympic - Quảng Ngãi TST - P2):

a) Giả sử tồn tại sao cho có một ước nguyên tố chung .

Từ , do , suy ra . Tương tự, .

Đặt . Vì nên . Mặt khác, và , suy ra .

Do đó , nên . Khi ấy , mâu thuẫn với giả thiết .

Vậy các số đôi một nguyên tố cùng nhau.

Bây giờ là số chính phương.

Với mỗi ước nguyên tố của , do các đôi một nguyên tố cùng nhau nên .

Vì là số chính phương nên chẵn. Suy ra chẵn với mọi ước nguyên tố của .

Do đó mỗi là một số chính phương.

b) Xét dãy xác định bởi và .

Ta chứng minh bằng quy nạp mệnh đề sau: Với mỗi , tồn tại các số nguyên dương đôi một phân biệt sao cho , và với mọi .

Với , ta có nên mệnh đề đúng với .

Giả sử mệnh đề đúng với , và viết . Đặt .

Khi đó .

Với , từ suy ra . Ta có .

Theo giả thiết quy nạp, . Mặt khác, , nên .

Do đó .

Đối với số , ta có , nên .

Ta cũng có với , còn .

Cuối cùng, do nên nên khác tất cả các số .

Suy ra mệnh đề quy nạp đúng, nên là số đẹp với mọi .

Mặt khác, , nên . Do đó các số đôi một khác nhau.

Vậy tập hợp có vô hạn phần tử.
Câu hỏi này trích từ đề thi chính thức:

Đề Chọn Đội Tuyển HSG Quốc Gia THPT - Môn Toán (Ngày 1)

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 →
Luyện nhanh tại chỗ • Chọn đáp án để kiểm tra ngay

Thử sức thêm các câu hỏi trắc nghiệm cùng môn

Câu luyện thêm 1Trích từ: Đề Thi Chọn Học Sinh Giỏi Toán 10 Cụm Trường THPT 2025-2026 - Đề Số 1
Cho , , là ba tập hợp được minh họa bằng biểu đồ ven như hình vẽ. Phần gạch sọc trong hình vẽ là tập hợp nào sau đây?

Hình từ đề gốc
Xem trang câu hỏi →
Câu luyện thêm 2Trích từ: Đề Thi Chọn Học Sinh Giỏi Toán 10 Cụm Trường THPT 2025-2026 - Đề Số 1
Có bao nhiêu số tự nhiên có bảy chữ số khác nhau từng đôi một, trong đó chữ số 2 đứng liền giữa hai chữ số 1 và 3?
Xem trang câu hỏi →
Câu luyện thêm 3Trích từ: Đề Thi Chọn Học Sinh Giỏi Toán 10 Cụm Trường THPT 2025-2026 - Đề Số 1
Cho bất phương trình ( là tham số). Gọi là tập tất cả các giá trị của để bất phương trình có nghiệm. chứa khoảng nào trong các khoảng dưới đây?
Xem trang câu hỏi →
Câu luyện thêm 4Trích từ: Đề Thi Chọn Học Sinh Giỏi Toán 10 Cụm Trường THPT 2025-2026 - Đề Số 1
Một ngọn hải đăng đặt tại vị trí cách bờ biển một khoảng cách . Trên bờ biển có một cái kho ở vị trí cách một khoảng là 7 km. Người canh hải đăng có thể chèo thuyền từ đến vị trí trên bờ biển với vận tốc rồi đi bộ đến với vận tốc như hình vẽ, biết thời gian người đó đi từ đến là 148 phút.

Hình từ đề gốc

Hình từ đề gốc

Hình 35

Khoảng cách từ vị trí đến bằng
Xem trang câu hỏi →
Câu luyện thêm 5Trích từ: Đề Thi Chọn Học Sinh Giỏi Toán 10 Cụm Trường THPT 2025-2026 - Đề Số 1
Cho tam giác có , và . Các điểm , được xác định bởi và . Khi đó và vuông góc với nhau khi bằng
Xem trang câu hỏi →
Câu luyện thêm 6Trích từ: Đề Thi Chọn Học Sinh Giỏi Toán 10 Cụm Trường THPT 2025-2026 - Đề Số 1
Bác Hà có 8 sào đất trồng hoa màu. Biết rằng 1 sào trồng đậu cần 20 công và lãi được 3 triệu đồng, 1 sào trồng cà cần 30 công và lãi được 4 triệu đồng. Bác Hà trồng được sào đậu và sào cà thì thu được tiền lãi cao nhất. Giá trị biểu thức bằng bao nhiêu biết rằng tổng số công không quá 180?
Xem trang câu hỏi →

Muốn biết hiện tại bạn đạt khoảng bao nhiêu điểm ở môn này? Làm thử đề nhanh 15 phút để hệ thống chấm điểm ngay.

Làm đề nhanh 15 phút ngay