Cho số nguyên dương . Với mỗi số nguyên dương , gọi là tổng lũy thừa bậc của các ước nguyên dương của . Gọi là một số TỐT nếu .

a) Chứng minh rằng là hàm nhân tính và tồn tại một dãy vô hạn các số TỐT sao cho với mọi .

b) Chứng minh rằng với mọi số nguyên dương , tồn tại một số TỐT có ít nhất ước nguyên tố phân biệt.

Đáp án chính thức: Tự luận
Hướng dẫn giải chi tiết
Lời giải (Lim Olympic - Nghệ An TST - P4).

a) Vì nên mỗi ước dương của biểu diễn duy nhất dưới dạng với và . Vì thế



Ta chứng minh rằng từ mỗi số tốt luôn xây dựng được một số tốt sao cho . Nếu tồn tại một số nguyên tố nhưng , đặt . Do , ta có



Mặt khác, , và , nên . Bởi vậy là số tốt.

Xét trường hợp mọi ước nguyên tố của đều là ước của . Viết



Do nên với mọi . Lại có , nên tồn tại sao cho . Đặt



Ta có nên



Vì và với , ta có .

Suy ra , nên cũng là số tốt.

Bây giờ lấy một ước nguyên tố lẻ của . Khi đó



Ta có và , nên . Do đó là số tốt. Áp dụng liên tiếp ta thu được dãy vô hạn các số tốt thỏa mãn .

b) Từ ý trên, ta chỉ cần chứng minh nhận xét sau là bài toán được giải quyết:

Nhận xét. Với tập hữu hạn , chỉ có hữu hạn số tốt mà mọi ước nguyên tố đều thuộc .

Đầu tiên ta chứng minh bổ đề sau:

Bổ đề 0.2. Với hai số nguyên tố phân biệt , tồn tại hằng số sao cho



Chứng minh. Ta có

Nếu lẻ, đặt . Khi đó , nên .

Nếu thì , do đó .

Nếu , áp dụng LTE ta có



Vì nên .

Mặt khác, , nên



trong đó là một hằng số chỉ phụ thuộc vào .

Nếu thì lẻ. Nếu lẻ, là tổng của một số lẻ các số lẻ, nên .

Nếu chẵn, áp dụng LTE ta có



Vì thế



trong đó là một hằng số chỉ phụ thuộc vào .

Như vậy, trong mọi trường hợp đều tồn tại hằng số sao cho




Để ý ta chỉ cần xét các số tốt có cùng một tập ước nguyên tố là và



là một số tốt. Đặt . Vì nên nên



Đặt và . Chọn sao cho , ta được



Để ý với đủ lớn thì , do đó bị chặn.

Vì thế các số mũ chỉ có hữu hạn giá trị. Suy ra chỉ có hữu hạn số tốt mà mọi ước nguyên tố đều thuộc , từ đó ta có điều phải chứng minh.
Câu hỏi này trích từ đề thi chính thức:

Đề thi chọn đội tuyển Nghệ An 2026-2027

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

Các câu hỏi khác trong đề (7 câu)

Xem toàn bộ đề →
Chuyên đề Toán • Lớp 10, 11, 12

Bài tập trắc nghiệm cùng chuyên đề: Số mũ của thừa số nguyên tố (6 câu)

Câu luyện thêm 1Trích từ: Đề Thi Học Sinh Giỏi thành phố và chọn đội tuyển HSG dự thi quốc gia các môn văn hóa lớp 12 THPT 2026-2027 - Môn Toán (Bảng B)
Cho số nguyên dương lẻ . Một số nguyên dương được gọi là số tốt nếu chia hết cho với mọi số nguyên dương .
a) Chứng minh nếu là một số tốt thì chia hết cho .
b) Tìm tất cả các số tốt.
Xem trang câu hỏi →
Câu luyện thêm 2Trích từ: Đề Chọn Đội Tuyển HSG Quốc Gia 2026-2027 - Thái Nguyên - Môn Toán
Cho số nguyên dương đôi một phân biệt . Đặt

Chứng minh rằng là ước của , trong đó là bội chung nhỏ nhất của các số nguyên .
Xem trang câu hỏi →
Câu luyện thêm 3Trích từ: Kỳ Thi Chọn Đội Tuyển Dự Thi Học Sinh Giỏi Quốc Gia Toán 2025-2026 - Ngày Thi 18/9/2025 - Đề Số 1
Câu 2 (7,0 điểm).

a) Chứng minh rằng với mỗi số nguyên tố , luôn tồn tại số nguyên dương sao cho chia hết cho .

b) Với mỗi số nguyên dương , kí hiệu là số nguyên dương lớn nhất sao cho . Gọi là tập các số nguyên tố sao cho tồn tại số nguyên dương mà chia hết cho . Chứng minh rằng , và là tập vô hạn.
Xem trang câu hỏi →
Câu luyện thêm 4Trích từ: Đề Chọn Đội Tuyển HSG Quốc Gia THPT - Trường ĐH Vinh - Môn Toán
a) Giả sử là một số nguyên dương và là một số nguyên tố. Chứng minh rằng:

b) Tìm tất cả các số nguyên dương và số nguyên tố thỏa mãn đồng thời hai điều kiện:
không chia hết cho ; .
Xem trang câu hỏi →
Câu luyện thêm 5Trích từ: Kỳ Thi Lập Đội Tuyển Dự Thi Chọn Học Sinh Giỏi Quốc Gia THPT Toán 2025-2026 - Ngày Thi 17/9/2025 - Đề Số 1
Câu 3. (5,00 điểm) Cho các số nguyên , , và số nguyên tố thỏa mãn . Chứng minh rằng là lũy thừa bậc 3 của một số nguyên.
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