Sưu tầm
CHUYÊN ĐỀ
SỐ CHÍNH PHƯƠNG
Thanh Hóa, tháng 9 năm 2019
Sưu tầm TÀI LIỆU TOÁN HỌC
CHUYÊN ĐỀ: SỐ CHÍNH PHƯƠNG
BÀI 1: ĐỊNH NGHĨA VÀ CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN A. Định nghĩa và tính chất
1. Định nghĩa: Số chính phương là bình phương đúng của một số nguyên Vd: 42 ;162 42
2. Các tính chất của số chính phương
a. Số chính phương chỉ có thể có chữ số tận cùng là 0, 1, 4, 5, 6, 9 không thể có chữ số tận cùng là 2, 3, 7, 8
Như vậy để chứng minh một số không phải số chính phương ta chỉ ra số đó có hàng đơn vị là 2, 3, 7, 8
b. Khi phân tích ra thừa số nguyên tố, số chính phương chỉ chứa các TSNT với số mũ chẵn, không chứa TSNT với số mũ lẻ
Vd: 3600602 2 .3 .54 2 2
Để chứng minh một số không phải SCP ta chỉ ra số đó khi phân tích ra TSNT thì có số mũ lẻ
c. Số chính phương chỉ có thể có 1 trong 2 dạng 3n hoặc 3n + 1 (a2 0,1(mod3)) không có SCP nào có dạng 3n + 2 (nN)
d. Số chính phương chỉ có thể có 1 trong 2 dạng 4n hoặc 4n + 1 (a2 0,1(mod 4)) không có SCP nào có dang 4n + 2 hoặc 4n + 3 (nN)
e. Số các ước số của một số chính phương là số lẻ, ngược lại một số có số lượng các ước là lẻ thì đó là số chính phương
f. Nếu số chính phương chia hết cho p thì chia hết cho p2 g. Nếu , : .
( , ) 1 , a b la SCP
a b a b
đều là các số chính phương
h. Số chính phương tận cùng bằng 1 hoặc 9 thì chữ số hàng chục là chữ số chẵn ( 121, 49,
<)
- Số chính phương tận cùng là 5 thì chữ số hàng chục là 2 - Số chính phương tận cùng là 4 thì chữ số hàng chục là chẵn - Số chính phương tận cùng là 6 thì chữ số hàng chục là lẻ
- Nếu SCP có chữ số tận cùng là 0 thì SCP đó có một số chẵn chữ số 0 ở tận cùng: 100, 10000
*) HỆ QUẢ : Số chính phương chia hết cho 2 thì chia hết cho 4 - Số chính phương chia hết cho 5 thì chia hết cho 25
- Số chính phương chia hết cho 3 thì chia hết cho 9 - Số chính phương chia hết cho 8 thì chia hết cho 16 B. Bài tập
Sưu tầm TÀI LIỆU TOÁN HỌC
Bài 1: Chứng minh rằng
a) Một số chính phương khi chia cho 3 chỉ có thể có số dư là 0 hoặc 1 b) Một số chính phương khi chia cho 4 chỉ có thể có số dư là 0 hoặc 1
c) Một số chính phương khi chia cho 5 chỉ có thể có số dư là 0 hoặc 1 hoặc 4 d) Một số chính phương lẻ khi chia cho 8 chỉ có số dư là 1
Lời giải a. Ta đi xét các trường hợp
- Nếu n3kn2 9k2 3
- Nếu 2 2
3 3
3 1 9 6 1
n k n k k dư 1
- Nếu 2 2
3 3
3 2 9 12 3 1
n k n k k dư 1 b)
- Nếu n chẵn 2 2
4
2 4
n k n k
- Nếu n lẻ 2 2
4 4
2 1 4 4 1
n k n k k
dư 1
c)
- 2 2
5
5 25
n kn k
- 2 2
5 5
5 1 25 10 1
n k n k k dư 1
- 2 2
5 5
5 2 25 20 4
n k n k k dư 4
d. 2 2 2
8
2 1 (2 1) 4 4 1 4 ( 1) 1
n k n k k k k k dư 1
Bài 2: Cho hai số chính phương có tổng là một số chia hết cho 3. Chứng minh rằng cả hai số chính phương đó đều chia hết cho 9
Lời giải
Gọi hai số chính phương là: a b2, 2 , theo đầu bài ta có: a2b2 3 - Giả sử a2 / 3,b2 / 3a2b2 chia 3 dư 2
- Giả sử hoặc a2 hoặc b2 không chia hết cho 3, số còn lại chia hết cho 3 a2b2 / 3
2 2
2 2
3 3 9
( )
3 3 9
a a a
b dpcm
b b
Bài 3: Cho hai số chính phương ó tổng là một số chia hết cho 3. Chứng minh rằng cả hai số chính phương đó đều chia hết cho 9
Lời giải Ta có: 10 n 99
Sưu tầm TÀI LIỆU TOÁN HỌC
- 2n + 1 là số chính phương lẻ 2n1 chia cho 8 dư 12 8n n 4n chẵn - n chẵn 3n1 là SCP lẻ3n1 chia 8 dư 13 8n n 8
+) Nếu n5k 1 2n 1 10k3(vo ly. ) +) Nếu
5 5
5 2 3 1 15 5 2 ( . )
n k n k vo ly +) Nếu
5 5
5 3 2 1 10 5 2 .
n k n k vo ly +) Nếu
5 5
5 4 3 1 15 10 3 .
n k n k vo ly
Vậy 40 40 .
5 5
10 99 80( )
n n thoa man
n k n
n n loai
Bài 4: Cho A là só chính phương gồm bốn chữ số, nếu ta thêm vào mỗi chữ số của số A một đơn vị thì ta được số chính phương B, hãy tìm A và B
Lời giải Đặt Aa B2; b a2( b;32 a b 100)
Dễ thấy: B A 11111111b2a2 (b a b)( a) Ta có: 1 b a b a 200
Mà:
2 2
11 45 2025
1111 1.1111 11.101
101 56 3136
b a a a A
b a b b B
Bài 5: Tìm số nguyên tố ab a( b 0), sao cho ab ba là số chính phương Lời giải
Ta có: ab ba 9(a b ) là số chính phương a b là SCP 1 4 a b a b
+) a b 1 21,32, 43,54,65,76,87,98
+) a b 4 51,62,73,84,95
Bài 6: Tìm SCP có bốn chữ số, biết rằng hai chữ số đầu giống nhau, hai chữ số cuối giống nhau
Lời giải
Gọi số chính phương cần tìm là : aabbn a b2( , N,1 a 9,0 b 9)
Ta có : aabb 1000 a100a10b b 1100a11bn2 n2 11(100a b )(1) Lại có : aabb 11100a b 1199a a b11 a b11
Mà : 1 a 9,0 b 9 1 a b 18 a b 11
Thay a + b = 11 vào (1), được :n2 11(99a11) 11 (9 1 a 1) 9a1 phải là số chính phương
Sưu tầm TÀI LIỆU TOÁN HỌC
Bằng phép thử a = 1, 2,<., 9 ta được a = 7, b = 4 Vậy số cần tìm là : 7744 11 .8 2 2 882
Bài 7: Tìm số tự nhiên n để 282112n là số chính phương Lời giải
Đặt 282112n a a2( 0,aN)4822n a2 2n (a48)(a48) +) n 0 (a 48)(a48) 1 voly
+)
48 2 5 2 5 7
0 ( ; ) 96 2 2 2 (2 1) 2 .3 12
48 2 2 4 5
x y
x y y x y
y x y
le
a x
n x y n x y n
a y
BÀI 2: SỬ DỤNG TÍNH CHẤT CHIA HẾT ĐỂ GIẢI BÀI TOÁN SỐ CHÍNH PHƯƠNG A. Nhắc lại các tính chất
a. Số chính phương chỉ có thể có chữ số tận cùng là 0, 1, 4, 5, 6, 9 không thể có chữ số tận cùng là 2, 3, 7, 8
Như vậy để chứng minh một số không phải số chính phương ta chỉ ra số đó có hàng đơn vị là 2, 3, 7, 8
b. Khi phân tích ra thừa số nguyên tố, số chính phương chỉ chứa các TSNT với số mũ chẵn, không chứa TSNT với số mũ lẻ
Vd: 3600602 2 .3 .54 2 2
Để chứng minh một số không phải SCP ta chỉ ra số đó khi phân tích ra TSNT thì có số mũ lẻ
c. Số chính phương chỉ có thể có 1 trong 2 dạng 3n hoặc 3n + 1 (a2 0,1(mod3)) không có SCP nào có dạng 3n + 2 (nN)
d. Số chính phương chỉ có thể có 1 trong 2 dạng 4n hoặc 4n + 1 (a2 0,1(mod 4)) không có SCP nào có dang 4n + 2 hoặc 4n + 3 (nN)
e. Số các ước số của một số chính phương là số lẻ, ngược lại một số có số lượng các ước là lẻ thì đó là số chính phương
f. Nếu số chính phương chia hết cho p thì chia hết cho p2 g. Nếu , : .
( , ) 1 , a b la SCP
a b a b
đều là các số chính phương
h. Số chính phương tận cùng bằng 1 hoặc 9 thì chữ số hàng chục là chữ số chẵn ( 121, 49,
<)
- Số chính phương tận cùng là 5 thì chữ số hàng chục là 2 - Số chính phương tận cùng là 4 thì chữ số hàng chục là chẵn
Sưu tầm TÀI LIỆU TOÁN HỌC
- Số chính phương tận cùng là 6 thì chữ số hàng chục là lẻ
k. Số chính phương N chia hết cho p2n1 p2n2( :p nguyen to. )
*) HỆ QUẢ : Số chính phương chia hết cho 2 thì chia hết cho 4 - Số chính phương chia hết cho 5 thì chia hết cho 25
- Số chính phương chia hết cho 3 thì chia hết cho 9 - Số chính phương chia hết cho 8 thì chia hết cho 16 B. Bài tập
Bài 1:
a. Số 1234567890 có là SCP không ?
b. Chứng minh rằng số TN có tổng các chữ số là 2015 hoặc 2013 không phải là SCP Lời giải
a. Đặt N123...90S N( )45
Ta có N chia hết cho 2 nhưng không chia hết cho 4 nên không phải là số chính phương - Hoặc N chia hết cho 5 nhưng không chia hết ho 25 nên không phải là số chính phương b. Giả sử số tự nhiên M có S(M) = 2015
Ta có S(M) chia cho 3 dư 2 Mchia 3 dư 2 không là số chính phương ( ) 2013
S M chia hết cho 3 nhưng không chia hết cho 9 nên không là SCP
Bài 2: Cho N1.3.5...2015. Chứng minh rằng N 1;N3 không là số chính phương Lời giải
Ta có: N 3 N 1 chia cho 3 dư 2 không là số chính phương 3; 9 3 3
( 3) : 9. .3 3 / 9 N N N
N du N
Cách 2: Ta có N chia hết cho 5 và N lẻ nên chữ số tận cùng của N là 5 N + 3 có chữ số tận cùng là 8 nên không phải là số chính phương
Bài 3: Chứng minh rằng số A292958588784 không là số chính phương Lời giải
29 58 29 87 58
29 29
/ 29
29 (1 2 .29 3 .29
A
Ta có A 2929 nhưng A không chia hết cho 2930 mà 29 là số nguyên tố từ đó suy ra A không là số chính phương.
Bài 4:
a. Chứng minh rằng với n N thì 2n22n3 không là số chính phương b. Chứng minh rằng với n N thì 3n1002 không là số chính phương
Lời giải
Sưu tầm TÀI LIỆU TOÁN HỌC
a. 2
4
2n 2n 3 2 (n n 1) 3 chia 4 dư 3 nên không là số chính phương b. - n 0 3n 1002 1003: khong la so chinh phuong. . . .
- n 1 3n 1002 1005 3; / 9 khong la so chinh phuong. . . . - n 2 3n 1002 3; / 9khong la so chinh phuong. . . .
Bài 5: Chứng minh rằng tổng các số tự nhiên liên tiếp từ 1 đến 2015 không phải là số chính phương
Lời giải
25 5; / 25
(2015 1)
1 2 .... 2015 .2015 1008.2015
S 2 dpcm
Bài 6: Giả sử N 1.3.5....2015. Chứng mỉnh rằng các số có dạng 2N1;2 ;2N N1 không phải số chính phương
Lời giải
Ta có: 2N 32N1 chia 3 dư 2 nên không là số chính phương
- N lẻ N2k 1 2N 4k2 chia 4 dư 2 nên không là số chính phương
- N lẻ 4 1 2 1 8 3
( . . . . )
4 3 2 1 8 7
N q N q
khong la so chinh phuong
N q N q
Bài 7: Chứng tỏ rằng các số sau không là số chính phương
a) abab b) abcabc c)
ababab
Lời giải
a) 2
101. 101 .
101 101
abab ab
ab vo ly abab abab
b) abcabc1001.abc11.91.abc
Vì abc /11 đồng thời abc / 91 không là số chính phương c) c
Bài 8: Cho các số tự nhiên: 1, 2, 3, 4, 5, 6. Lập được tất cả các STN có 6 chữ số bao gồm tất cả các chữ số trên. Trong các số đã lập có số nào là số chính phương không?
Hướng dẫn
Tổng các chữ số của cac số là 21chia hết cho 3 nhưng không chia hết cho 9
Bài 9: Cho một số tự nhiên gồm 21 chữ số 4. Có cách nào viết thêm các chữ số 0 vào vị trí tùy ý để số mới tạo thành là một số chính phương hay không?
Hướng dẫn ( ) 21.4 84 3
S N nhưng không chia hết cho 9
Sưu tầm TÀI LIỆU TOÁN HỌC
Bài 10: Chứng minh một số có tổng các chữ số là 2006 không phải là số chính phương Lời giải
Do tổng các chữ số của số đó là 2006 nên số đó chia cho 3 dư 2. Chứng tỏ số đã cho không phải là số chính phương.
Bài 11: Chứng minh số: n = 44 + 4444 + 444444 + 44444444 + 15 không là số chính phương Hướng dẫn
ì số này chia cho 4 dư 3 nên số này không là số chính phương
Bài 12: Giả sử N = 1.3.5.7 . . . 2007. 2011. Chứng minh rằng trong 3 số nguyên liên tiếp 2N - 1, 2N và 2N + 1 không có số nào là số chính phương
Lời giải a) Ta có 2N - 1 = 2.1.3.5.7 . . . 2011 - 1
Có 2N 3 => 2N – 3 ⋮ 3 => 2N – 3 = 3k => 2N - 1 = 3k + 2 (k N)
=> 2N – 1 chia cho 3 dư 2
=> 2N - 1 không là số chính phương.
b) 2N = 2.1.3.5.7 . . . 2011 => 2N chẵn.
Ta có N lẻ (vì N là tích các số tự nhiên lẻ) => N không chia hết cho 2
=> Mặc dù 2N 2 nhưng 2N không chia hết cho 4.
=> 2N không là số chính phương.
c) 2N + 1 = 2.1.3.5.7 . . . 2011 + 1
2N + 1 lẻ nên 2N + 1 không chia hết cho 4
2N không chia hết cho 4 nên 2N + 1 không chia cho 4 dư 1.
=> 2N + 1 không là số chính phương.
Bài 13: Chứng minh rằng nếu p là tích của n (với n > 1) số nguyên tố đầu tiên thì p - 1 và p + 1 không thể là các số chính phương
Lời giải
Vì p là tích của n số nguyên tố đầu tiên (trong đó có 2 là số nguyên tố chẵn, còn lại tất cả là các số nguyên tố lẻ) => p 2 và p không thể chia hết cho 4 (1)
a) Giả sử p + 1 là số chính phương. Đặt p + 1 = m2 ( m N).
Vì p chẵn nên p + 1 lẻ => m2 lẻ => m lẻ.
Đặt m = 2k + 1 (k N). Ta có m2 = 4k2 + 4k + 1 => p + 1 = 4k2 + 4k + 1
=> p = 4k2 + 4k = 4k (k + 1) 4 mâu thuẫn với (1).
=> p + 1 không phải là số chính phương.
b) p = 2.3.5... là số chia hết cho 3 => p – 3 ⋮ 3 => p – 3 = 3k => p - 1 = 3k + 2.
=> p – 1 chia cho 3 dư 2 => p - 1 không là số chính phương.
Sưu tầm TÀI LIỆU TOÁN HỌC
Vậy nếu p là tích n (n >1) số nguyên tố đầu tiên thì p - 1 và p + 1 không là số chính phương.
Bài 14: Chứng minh rằng tổng bình phương của 2 số lẻ bất kỳ không phải là số chính phương.
Lời giải a và b lẻ nên a = 2k + 1, b= 2m + 1 (Với k, m N).
=> a2 + b2 = (2k + 1)2 + ( 2m + 1)2 = 4k2 + 4k + 1 + 4m2 + 4m + 1 = 4 (k2 + k + m2 + m) + 2
=> a2 + b2 chia cho 4 dư 2
=> a2 + b2 không thể là số chính phương.
Bài 15: Chứng minh rằng: Nếu m, n là các số tự nhiên thỏa mãn 3m2 + m = 4n2 + n thì m - n và 4m + 4n + 1 đều là số chính phương.
Lời giải Ta có: 3m2 + m = 4n2 + n 4(m2 - n2) + (m - n) = m2
(m - n)(4m + 4n + 1) = m2 là số chính phương (*)
Gọi d là ước chung lớn nhất của m - n và 4m + 4n + 1 thì (4m + 4n + 1) + 4(m - n) chia hết cho d => 8m + 1 chia hết cho d.
Mặt khác, từ (*) ta có: m2 chia hết cho d2 => m chia hết cho d.
Từ 8m + 1 chia hết cho d và m chia hết cho d ta có 1 chia hết cho d => d = 1.
Vậy m - n và 4m + 4n + 1 là các số tự nhiên nguyên tố cùng nhau, thỏa mãn (*) nên chúng đều là các số chính phương.
Bài 16: Các tổng sau có phải là số chính phương không?
a) A 3 32 33 ... 320 b) B 11 112113 c) 10108
d) 10105 e) 1010010501
Lời giải
a) Tổng A Chi hết cho 3 nhưng không chia hết cho 9 nên không là số chính phương b) Tổng B có chữ số tận cùng là 3 nên không là số chính phương
c) Ta có: 10108 có chữ số tận cùng là 8 nên không là số chính phương
d) Ta có: 10105 chia hết cho 5 nhưng không chia hết cho 25 nên không là số chính phương
e) Ta có: 10100 10501có tổng các chữ số là 3 nên chia hết cho 3 mà không chia hết cho 9 nên không là số chính phương.
Bài 17: Viết liên tiếp từ 1 đên 12 ta được 1 số A=1234<1112 hỏi số A có thể có 81 ước không?
Lời giải
Sưu tầm TÀI LIỆU TOÁN HỌC
Giả sử A là số chính phương, ta có tổng các chữ số của A là:
1 2 3 ... 11 12 51 3 nhưng không chia hết cho 9 nên không là số chính phương Khi đó A không thể có 81 ước
Hoặc chỉ ra A có chữ số tận cùng là 2, nên A không là số chính phương.
BÀI 3: PHƯƠNG PHÁP PHẢN CHỨNG ĐỂ GIẢI BÀI TOÁN VỀ SỐ CHÍNH PHƯƠNG
Bài 1: Chứng minh rằng với n N thì 3n4 không là số chính phương Lời giải
- Với n 0 3n 4 5 không là số chính phương - Với n 1 3n 4 7 không là số chính phương - Với n2
Giả sử 3n4 là số chính phương
2 2 2 3
3 4 ( , 3) 4 3 ( 2)( 2) 3 ( )
2 3
k
n n n
q
m m N m m m m m k q n
m
(m 2) (m 2) 3q 3k 4 3q 3 (*)k
Vì (*) / 3
. 3 4
(*) 3 VT n
vo ly VP
không là số chính phương với mọi số tự nhiên n Bài 2: Chứng minh rằng không tồn tại hai số chính phương có hiệu bằng 10002
Lời giải
Giả sử có hai số chính phương là m2 và n2 thỏa mãn điều kiện đầu bài, tức là:
2 2
10002
m n ( giả sử m > n) m2n2 10002(mn m)( n)10002(*) Vì m2n2 là số chẵn nên m n2, 2 có cùng tính chẵn lẻ m n, cùng tính chẵn lẻ
2 (*) 4
( )( ) 4 .
2 (*) / 4
m n VT
m n m n vo ly dpcm
m n VP
Bài 3: Chứng minh rằng với mọi số nguyên dương n thì n22 không là số chính phương Lời giải
Giả sử n22 là số chính phương, khi đó đặt 2 2 * 2 2
4 / 4
2 ( ) 2
n m mN m n
Bài 4: Chứng minh rằng tích của bốn số nguyên dương liên tiếp không là số chính phương Lời giải
Đặt: S n n( 1)(n2)(n3)(nN*)
Ta đi chứng minh S không là số chính phương
Giả sử S m m2( N*)n n( 1)(n2)(n 3) m2 (n23 )(n n23n2)m2
Sưu tầm TÀI LIỆU TOÁN HỌC
Đặt
2 * 2 2 2 2 2 2 2
3 ( ) ( 2) 2 2 1 1 ( 1) 1
n na aN a a m a am a a m a m
2 2 2 2 1 1
( 1) 1 ( 1) 1 ( 1 )( 1 ) 1 0 .
1 1
a m
a m a m a m a m m vo ly
a m
Vậy S không là số chính phương
Bài 5: Chứng minh rằng với tổng của abcbcacab không là số chính phương Lời giải
Đặt S abcbcacab111(a b c)3.37.(a b c)
Giả sử S là số chính phương Giả sử S 37S 372 (a b c ) 37 Mà a b c 27vo ly. dpcm
Bài 6: Chứng minh rằng với n Z thì 7n 24 không là số chính phương Lời giải
Đặt 7n 24a a2( N*)
- n lẻ: Đặt n2k 1 7n2449 .7k 24a2
Có 49 chia 4 dư 149k chia 4 dư 1; 7.49k chia 4 dư 3 a2 chia 4 dư 3 ( vô lý)
- n chẵn: 72k 24a k2( 0)24(7 )k 2a2 (a7 )(k a7 )k ( cùng tính chẵn lẻ) (a 7 )(k a 7 )k 2.12 4.6
Ta xét hai trường hợp: 2.7 10
. . . .
2.7 2
k
k khong ton tai k vo ly dpcm
Bài 7: Chứng minh rằng với n Z thì 7n 24 không là số chính phương Lời giải
Giả sử 7n 24a a2( N*)
- Với n lẻ: Đặt n2k 1 7n2449 .7k 24a2
Có 49 chia 4 dư 149kchia 4 dư 1; 7.49k chia 4 dư 3 a2 chia 4 dư 3 ( vô lý)
- Với n chẵn 72k 24a k2( 0)24(7 )k 2a2 (a7 )(k a7 )k ( cùng tính chẵn lẻ)
(a 7 )(k a 7 )k 2.12 4.6
Ta xét 2 trường hợp: 2.7 10
( . . . ) .
2.7 2
k
k khong ton tai k vo ly dpcm
Bài 8: Chứng minh rằng không tồn tại số tự nhiên n sao cho 13n22là số chính phương Lời giải
- Nếu n chẵn, lẻ thì m cũng chẵn, lẻ nên m, n cùng tính chất chẵn lẻ
Sưu tầm TÀI LIỆU TOÁN HỌC
+) Nếu m, n là các số lẻ thì 2
:4. .1
13 2
du
n chia 4 dư 3 nên không tồn tại m2 do m2 chia 4 dư 1 +) Nếu m, n chẵn (*). .4. .2
(*). 4
VT chia du VP dpcm
Bài 9: Chứng minh rằng một số chẵn bất kỳ không chia hết cho 4 thì không phân tích thành hiệu của hai số chính phương
Lời giải
Giả sử n4k2 ( chẵn chia 4 dư 2 do không chia hết cho 4);
2 2 2 2 2
4 2 ( )( ) ,
n a b k a b a b a b a b cùng tính chẵn lẻ
( ) 2 ( )( ) 4
( ) 2 4 2 / 4 .
a b a b a b
mau thuan dpcm
a b k
BÀI 4: DÙNG CHỮ SỐ TẬN CÙNG ĐỂ GIẢI BÀI TOÁN SỐ CHÍNH PHƯƠNG A. Lý thuyết
- Số chính phương chỉ có thể có chữ số tận cùng là 0, 1, 4, 5, 6, 9 không thể có chữ số tận cùng là 2, 3, 7, 8
- Số chính phương tận cùng bằng 1, 4 hoặc 9 thì chữ số hàng chục là chữ số chẵn ( 121, 49,
<)
- Số chính phương tận cùng là 5 thì chữ số hàng chục là 2 - Số chính phương tận cùng là 6 thì chữ số hàng chục là lẻ
- Nếu SCP có chữ số tận cùng là 0 thì SCP đó có một số chẵn chữ số 0 ở tận cùng: 100, 10000
B. Bài tập
Bài 1: Chứng minh rằng các số sau không là số chính phương
a) A111111111111111111 b) B10010010108 c) C10105 Lời giải
a) A có chữ số tận cùng là 3 nên không là SCP b) B có chữ số tận cùng nên không là SCP c) C có chữ số tận cùng là 5 nên không là SCP
Bài 2: Chứng minh rằng số tự nhiên N 2015320142201322012220112 không là SCP
Lời giải
20153 có chữ số tận cùng là 5; 20142 có chữ số tận cùng là 6; 20152 có chữ số tận cùng là 9
20122 có chữ số tận cùng là 4; 20112 có chữ số tận cùng là 6
Vậy N có chữ số tận cùng là: (5 9 6 4) 1 23N không là SCP
Sưu tầm TÀI LIỆU TOÁN HỌC
Bài 3: Không mất tính tổng quát hãy cho biết các tổng, hiệu sau có phải là SCP không?
a) A7.13.25.63.105 113 b) B11.19.27.63.99 122.92 c) C12.13.14.15.16 3.12.13.14.82
Lời giải a)
tan . .5
7.13.25.63.105 113 113 . .8
cung
A tan cung không là SCP b)
/ .1 / .4
11.19.27.63.99 122.92
t c t c
B tận cùng 7 nên không là SCP
c)
/ .0 / .4
12.13.14.15.16 3.12.13.14.82 12.13.14(15.16 3.82) 12.13.14(380 3.82) 0
t c t c
C
không là số chính phương.
Bài 4: Cho 4 chữ số 0, 2, 3, 4. Tìm số chính phương có bốn chữ số gồm cả bốn chữ số trên Lời giải
Gọi A là só chính phương có bốn chữ số cần tìm
A không có tận cùng là 2 hoặc 3 nên chữ số tận cùng của A là 0 hoặc 4 - Nếu chữ số tận cùng của A là 0 thì chữ số hàng chục là 0 nên vô lý
- Nếu chữ số tận cùng của A là 4 thì chữ số hàng chục là chẵn nên chữ số hàng chục là 0 hoặc 2
- A có thể là: 3204, 2304, 3024
Ta có: 56320457 ;23042 48 ;542 23204552 Vậy số cần tìm là 2304
Bài 5: Chứng minh rằng tổng bình phương của 5 số tự nhiên liên tiếp không là SCP Lời giải
Gọi 5 số tự nhiên liên tiếp là: n2,n1, ,n n1,n2(nN n, 2) Ta có: (n2)2 (n 1)2n2 (n 1)2 (n 2)2 5n2105(n22)
Vì n2 là số chính phương nên n không thể có chữ số tận cùng là 3 hoặc 8 nên n2 + 2 không chia hết cho 5 n22 / 5S 5
Nhưng S không chia hết cho 25 S không là số chính phương
Bài 6: Chứng minh số: n = 20042 + 20032 + 20022 - 20012 không phải là số chính phương.
Lời giải
ì chữ số tận cùng của các số 20042 ; 20032 ; 20022 ; 20012 lần lượt là 6 ; 9 ; 4 ; 1.
Do đó số n có chữ số tận cùng là 8 nên n không phải là số chính phương.
Bài 7: Chứng minh số 1234567890 không phải là số chính phương.
Lời giải
Sưu tầm TÀI LIỆU TOÁN HỌC
Thấy ngay số 1234567890 chia hết cho 5 (vì chữ số tận cùng là 0) nhưng không chia hết cho 25 (vì hai chữ số tận cùng là 90). Do đó số 1234567890 không phải là số chính phương.
Chú ý: Có thể lý luận 1234567890 chia hết cho 2 (vì chữ số tận cùng là 0), nhưng không chia hết cho 4 (vì hai chữ số tận cùng là 90) nên 1234567890 không là số chính phương.
Bài 8: Chứng minh rằng nếu một số có tổng các chữ số là 2004 thì số đó không phải là số chính phương.
Lời giải
Ta thấy tổng các chữ số của số 2004 là 6 nên 2004 chia hết cho 3 mà không chia hết 9 nên số có tổng các chữ số là 2004 cũng chia hết cho 3 mà không chia hết cho 9, do đó số này
không phải là số chính phương.
Bài 9: Cho n Є N và n - 1 không chia hết cho 4. Chứng minh rằng 7n + 2 không thể là số chính phương
Lời giải
Do n - 1 không chia hết cho 4 nên n = 4k + r (r Є {0, 2, 3}).
Ta có 74 - 1 = 2400 100. Ta viết 7n + 2 = 74k + r + 2 = 7r(74k - 1) + 7r + 2.
Vậy hai chữ số tận cùng của 7n + 2 cũng chính là hai chữ số tận cùng của 7r + 2 (r = 0, 2, 3) nên chỉ có thể là 03, 51, 45.
Theo tính chất 5 thì rõ ràng 7n + 2 không thể là số chính phương khi n không chia hết cho 4.
Bài 10: Chứng minh số: 1234567890 không phải là số chính phương Lời giải
- Ta thấy số: 1234567890 chia hết cho 5 (vì chữ số tận cùng bằng 0), nhưng không chia hết cho 25 (vì hai chữ số tận cùng bằng 90).
- Do đó số 1234567890 không phải là số chính phương.
Chú ý: Có thể luận rằng: Số 1234567890 chia hết cho 2 nhưng không chia hết cho 4 (vì hai chữ số tận cùng là 90).Nên 1234567890 không phải là số chính phương.
Bài 11: Chứng minh rằng xnếu một số có tổng các chữ số là 2004 thì số đó không phải là số chính phương
Lời giải
Ta thấy tổng các chữ số của 2004 là 6 nên 2004 chia hết cho 3 mà nó lại không chia hết cho 9. Nên số có tổng các chữ số là 2004 cũng chia hết cho 3 mà không chia hết cho 9. Do đó số này không phải là số chính phương.
Bài 12: Tổng sau có là số chính phương hay không A = 3 + 32 + 33 + <+ 320 Lời giải
Ta biết rằng số chính phương chia hết cho 3 thì chia hết cho 9. A chia hết cho 3, nhưng chia 9 dư 3, do đó A không là số chính phương.
Bài 13: Chứng minh tổng sau không là số chính phương: B = 11 + 112 + 113
Sưu tầm TÀI LIỆU TOÁN HỌC
Lời giải B tận cùng bằng 3 nên không là số chính phương Bài 14: Chứng minh 1010 + 5 không là số chính phương
Lời giải
1010 + 5 chia hết cho 5 nhưng không chia hết cho 25 nên không là số chính phương.
Bài 15: Chứng minh 10100 + 1050 +1không là số chính phương Lời giải
10100 + 1050 + 1 chia hết cho 3 nhưng không chia hết cho 9 nên không là số chính phương.
Bài 16: Chứng minh rằng các số sau không là số chính phương
a) abab b) abcabc c)
ababab
Lời giải Giả sử các số trên đều là số chính phương. Ta có a) n2ababab.102ab101ab ab101 (vô lí ) b) n2 abcabcabc.103abc 1001abc3.11.13.abc ì 3, 11, 13 là số nguyên tố nên abc 1001 (vô lí )
c) n2 abababab.104ab.102ab 10101abab3.7.13.37 ì 3, 7, 13, 37 là số nguyên tố nên ab 10101 (vô lí)
ậy các số trên đều không phải là số chính phương.
Bài 17: Cho A 1 2 2223 ... 233. Hỏi A có là số chính phương không? ì sao?
Lời giải Ta có A 1 2
22 23 2425
...
230231232233
2 2 3 30 2 3
3 2 . 1 2 2 2 ... 2 . 1 2 2 2
29 29
3 2.30 ... 2 .30 3 2 ... 2 .3.10
. Ta thấy A có chữ số tận cùng bằng 3.
Mà số chính phương không có chữ số tận cùng là 3. Do đó, A không là số chính phương.
Vậy A không là số chính phương.
Bài 18: Cho A1020121020111020101020098. Chứng minh rằng A không phải là số chính phương.
Lời giải
Ta có các số : 102012 ; 102011 ; 102010 ; 102009 đều có chữ số tận cùng là 0 Nên A1020121020111020101020098 có chữ số tận cùng là 8
Sưu tầm TÀI LIỆU TOÁN HỌC
Vậy A không phải là số chỉnh phương vì số chính phương là những số có chữ số tận cùng là 1 ; 4; 5 ; 6 ; 9
Bài 19: Chứng minh rằng tổng sau: P = 1 + 3 + 32 + 33 + ...+ 361 + 362 không là số chính phương
Lời giải
P = (1 + 3 + 32 + 33) + (34 + 35 + 36 + 37) + ... + (356 + 357 + 358 + 359) + 360 + 361 + 362
= (40 + 34. 40 + ... + 356. 40) + 360 + 361 + 362.
- Các số hạng trong ngoặc đều có tận cùng là 0.
- Số 360 = (32)30 = 930 => chữ số tận cùng là 1.
- Số 361 = 3.360 => có chữ số tận cùng là 3.
- Số 362 = 9.360 => có chữ số tận cùng là 9.
Vậy tổng P có chữ số tận cùng là 3 => P không là số chính phương.
Bài 20: Cho A= 1 2 2223 ... 2201022011. Hỏi số A8 có phải là số chính phương không?
Lời giải Tính được A 8 22012 1 8 24.503 7 ....6 7 ....3
Vì SCP không có tận cùng bằng 3, nên A+8 không phải là SCP.
BÀI TẬP VỀ NHÀ
Bài 1: Chứng minh rằng các số sau không là số chính phương
a) A121213121412 b) B7100 161 c) C100100988 Lời giải
a) A có chữ số tận cùng là 3 nên không là số chính phương b) 100
/ .1
7 161
t c
B B có chữ số tận cùng là 2 nên không là số chính phương c) C có chữ số tận cùng là 7 nên không là số chính phương
Bài 2: Tìm SCP có bốn chữ số bao gồm cả bốn chữ số sau: 2, 3, 4, 9 Lời giải
Ta có số cần tìm có chữ số tận cùng là 4 hoặc 9
- Nếu chữ số tận cùng là 4 thì chữ số hàng chục là chẵn = 2 nên ta có các số: 3924, 9324 (Thử lại: Phân tích thành TSNT xem số nào thỏa mãn)
- Nếu chữ số tận cùng là 9 thì chữ số hàng chục là 2 hoặc 4 nên có các số:
3429; 4329; 2349;3249 572 loai
Bài 3: Tìm SCP có bốn chữ số được viết bởi các chữ số sau: 3, 6, 8, 8 Lời giải
Số cần tìm có tận cùng là 6 nên chữ số hàng chục là 3, thử lại ta có: 836 = 942
Sưu tầm TÀI LIỆU TOÁN HỌC
Bài 4: Ta ký hiệu n! là tích của n số nguyên dương đầu tiên. Cụ thể n! 1.2.... n Tìm số tự nhiên n sao cho: 1! 2! 3! ... n! là số chính phương
Lời giải 1! 2! 3! ... !
S n
- Với n 5 n! 1.2.3.4.5... 10n n! có chữ số tận cùng là 0 +) Với n 1 S 1! 1 12
+) Với n 2 S 1! 2! 3 loai +) Với n 3 S 1! 2! 3! 9 32
+) Với n 4 S 1! 2! 3! 4! 33loai +) Với
33 / 0
5 1! 2! 3! 4! 5! ... !
t c
n S n S
có tận cùng là 3 nên S không là SCP Vậy n = 1 hoặc n = 3 là các giá trị cần tìm
BÀI 5: PHƯƠNG PHÁP KẸP ĐỂ GIẢI BÀI TOÁN SỐ CHÍNH PHƯƠNG A. Nội dung
Ta dựa vào tính chất sau: Không tồn tại số chính phương nằm giữa hai số chính phương liên tiếp
VD: 4,9,16, 25,36,....
Ta đi giải bài toán: Chứng minh k không phải là số chính phương Cách giải: Chỉ ra một số tự nhiên q, sao cho: q2 k (q1)2 B. Bài tập
Bài 1: Chứng minh rằng số 10224 không là số chính phương Lời giải
Nhận thấy:
2 2 2 2
101 10201;102 10404;10201 10224 10404 101 10224 102 khonglasochinhphuong
Bài 2: Tìm số tự nhiên n để n23n là số chính phương Lời giải +) n 0 n23n 0 lasochinhphuong
+) n 1 n23n 4 lasochinhphuong +)
2 2 2 2 2 2 2 2 2
1: ( 1) 2 1 2 3 ;( 2) 3 ( 1) 3 ( 2)
n n n n n n n n n n n n n n n n
2 3 :
n n khonglasochinhphuong
Bài 3: Chứng minh rằng n N các số sau không là số chính phương
Sưu tầm TÀI LIỆU TOÁN HỌC
a. n27n10 b. 4n25n2 Lời giải
a. Nhận thấy n N (n3)2 n26n 9 (n4)2 dpcm b. (2n1)2 4n25n 2 (2n2)2
Bài 4: Chứng minh rằng tích của bốn số nguyên dương liên tiếp không là SCP Lời giải
Giả sử nN, đặt
2 2 2 *
( 1)( 2)( 3) ( 3 )( 3 2) ( 2) 2 ( )
S n n n n n n n n a a a a aN Nhận thấy a2 a22a(a1)2 S khonglasochinhphuong:
Bài 5: Chứng minh rằng số S 20162016201610002016999 ... 201622016 không là SCP
Lời giải Ta có : S 20162016 (20161008 2) (1)
Ta đi chứng minh S (201610081)2 201620162.201610081 Thật vậy : 201610002016999 ... 201622016 1000.2016 1000
1000 1001 1008 2
1000.2016 2016 2.2016 1 S (2016 1) (2) dpcm
b. CMR : A20182018201810002018999 ... 201822018 5 không là số chính phương
Lời giải
Ta có : A20182018 (20181009 2)
2018 2018 1000 1000 2018 1000 2018 1009
2018 .... 5 2018 2018 .... 2018 2018 1001.2018 2018 2.2018 1
A
1009 2
(2018 1) A khonglasochinhphuong:
Bài 6: Chứng minh rằng tổng bốn số tự nhiên liên tiếp không là số chính phương Lời giải
2 2 2 2 2 2 2
( 1) ( 2) ( 3) 4 12 14( 0) (2 3) 5 (2 4) 4 2
An n n n n n n n n n
2 2
(2n 3) A (2n 4) A khonglasochinhphuong:
Bài 6: Chứng minh số 4014025 không là số chính phương.
Lời giải
Ta có 20032 = 4012009 ; 20042 = 4016016 nên 20032 < 4014025 < 20042. Chứng tỏ 4014025 không là số chính phương.
Bài 7: Chứng minh A = n(n + 1)(n + 2)(n + 3) không là số chính phương với mọi số tự nhiên n khác 0
Sưu tầm TÀI LIỆU TOÁN HỌC
Lời giải
Ta có: A + 1 = n(n + 1)(n + 2)(n + 3) + 1 = (n2 + 3n)(n2 + 3n + 2) + 1 = (n2 + 3n)2 + 2(n2 + 3n) +1 = (n2 + 3n +1)2.
Mặt khác: (n2 + 3n)2 < (n2 + 3n)2 + 2(n2 + 3n) = A.
Điều này hiển nhiên đúng vì n ≥ 1.
Chứng tỏ: (n2 + 3n)2 < A < A + 1 = (n2 + 3n +1)2.
=> A không là số chính phương.
Bài 8: Chứng minh rằng số có dạng n6 - n4 + 2n3 + 2n2 trong đó n N và n >1 không phải là số chính phương.
Lời giải
n6 - n 4 + 2n3 + 2n2 = n2. (n4 - n2 + 2n +2) = n2. [n2(n-1)(n+1) +2(n+1)]
= n2[(n+1)(n3 - n2 + 2)] = n2(n + 1) . [(n3 + 1) - (n2 - 1)]
= n2(n + 1)2 . (n2 - 2n + 2)
Với nN, n > 1 thì n2 - 2n + 2 = ( n -1)2 + 1 > ( n - 1)2 Và n2 - 2n + 2 = n2 - 2(n - 1) < n2 Vậy (n - 1)2 < n2 - 2n + 2 < n2 => n2 - 2n + 2 không phải là một số chính phương.
Bài 9: Chứng minh rằng số 40725 không là số chính phương Lời giải
Ta có số 40725 chia 8 dư 5 nên không là số chính phương Hoặc: 2012 407252022
Bài 10: Chứng minh rằng với số tự nhiên n thì các số sau không phải số chính phương
a) An22n3 b) B9n28n10
Lời giải
a) Ta có: n22n 1 n22n 3 n24n 4 (n 1)2n22n 3 (n2)2
2 2 3
A n n
không là số chính phương b)
- Với n = 0, n = 1 thì không thỏa mãn
- n 2 (3n1)2 9n28n10(3n2)2
Bài 11: Chứng minh rằng tích của hai số tự nhiên liên tiếp khác 0 không là số chính phương
Lời giải Ta có: S n n( 1)(n1)
Dễ thấy: n2 n2 n n22n 1 (n1)2dpcm
Sưu tầm TÀI LIỆU TOÁN HỌC
BÀI 6: BÀI TOÁN VỀ SỐ CHÍNH PHƯƠNG A. Lý thuyết
Bài toán: Chứng minh một số là số chính phương Cách 1: Dùng định nghĩa, ta chứng minh An2 Cách 2: Sử dụng tính chất
Nếu ( a, b) = 1 và a.b là số chính phương thì a và b đều là số chính phương B. Bài tập
Bài 1: Cho tổng S 1 3 5 .... 2015 a) Chứng minh rằng S là số chính phương b) Tìm các ước nguyên tố của S
Lời giải
a) Số số hạng cuả S là:(2015 1) : 2 1 1008 S (1 2015).1008 : 2 1008 2S là số chính phương
b) 10082 .3 .74 2 S (2 .3 .7)4 2 2 2 .3 .78 4 2 các ước nguyên tố của S là: 2, 3, 7
Bài 2: Chứng minh rằng nếu thêm một đơn vị vào tích của 4 số nguyên dương liên tiếp thì ta được một số chính phương
Lời giải Gọi nN* và đặt S n n( 1)(n2)(n 3) 1 Ta có S (n23 )(n n23n 2) 1
Đặt an23n S a a( 2) 1 (a1)2 là số chính phương : ,
TQ x y N
. Chứng minh S x x( y x)( 2 )(y x3 )y y4 là số chính phương Bài 3: Tìm SCP abcd, biết rằng ab cd 1
Lời giải
100 100( 1) 100 101
abcd ab cd cd cd cd Giả sử
2 * 2 2 2
( ) 100 101 10 101. ( 10)( 10) 101. (*)
abcd n nN n cd n cd n n cd
Nhận thấy: n2 abcd 9999 10000 100 2 n 100 Từ (*)(n10)(n10) 101 mà 101 là số nguyên tố
2 2
10 101 10( . . 100. . . .
10 101 91 8281( )
n n loai do n co ba chu so
n n n tm
Bài 4: Cho N là tổng của hai số chính phương. CMR : a) 2N cũng là tổng cả hai số chính phương
b) N2 cũng là tổng của 2 số chính phương Lời giải
Sưu tầm TÀI LIỆU TOÁN HỌC
Đặt N a2b2
a) 2N 2a22b2 (a22ab b 2)(a22ab b 2)(a b )2(a b )2 b)
2 2 2 2 4 2 2 4 4 2 2 4 2 2 2 2 2 2
( ) 2 (( 2 ) 4 ( ) (2 )
N a b a a b b a a b b a b a b ab dpcm Bài 5: Chứng minh rằng nếu m, n thỏa mãn: 3n2 n 4m2m thì n m và 4m4n1 đều là các số chính phương
Lời giải Theo đầu bài ta có:
2 2 2 2 2 2 2 2
3n n 4m m 3n n 4m m 0 (4n 4m ) (n m)n 4(n m n )( m) (n m)n (4n 4m 1)(n m) n2(*)
Gọi ( , 4 4 1) [4( ) (4 4 1)] d 8n+1 d(1)
4 4 1
n m d
d n m m n n m m n
m n d
Mặt khác: VT(*) d n d2 n d(2)
Từ (1)(2) 1d d 1 (nm m, 4 4n 1) 1(**) Từ (*)(**) n m m;4 4n1 đều là các số chính phương
Bài 6: Tìm một số TN có ba chữ số mà hai chữ số đầu cũng như hai chữ số cuối đều lập thành các số chính phương và số này gấp 4 lần số kia
Lời giải
abc sao cho 2 2 4
; ;
4 ab ba ab m bc n
bc ba
Các số chính phương có hai chữ số là: 16, 25,36, 49,64,81abc164
Bài 7: Tìm số chính phương có bốn chữ số sao cho hai chữ số đầu giống nhau và hai chữ số cuối giống nhau
Lời giải
Gọi số chính phương cần tìm là : aabbn a b2( , N,1 a 9,0 b 9)
Ta có : aabb 1000 a100a10b b 1100a11bn2 n2 11(100a b )(1) Lại có : aabb 11100a b 1199a a b11 a b11
Mà : 1 a 9,0 b 9 1 a b 18 a b 11
Thay a + b = 11 vào (1), được :n2 11(99a11) 11 (9 1 a 1) 9a1 phải là số chính phương
Bằng phép thử a = 1, 2,<., 9 ta được a = 7, b = 4 Vậy số cần tìm là : 7744 11 .8 2 2 882
Sưu tầm TÀI LIỆU TOÁN HỌC
Bài 8: Cho số tự nhiên A gồm 100 chữ số 1, số tự nhiên B gồm 50 chữ số 2. Chứng minh rằng A – B là một số chính phương
Lời giải Ta có:
1 2 100 50
100. / 50. /
10 1 10 1 10 1 10 1 10 1
1 ;11 ;....;11...1 11....1 ; 2.11....1 2.
9 9 9 9 9
n
c s s
n
A B
100 50 50
10 1 2(10 1) 10 1 2
( ) :
9 3
A B
là một số chính phương
50 50
50. /
10 1 10 1 999....9 3
c s 3
N
Vậy A – B là số chính phương.
Bài 9: Tìm tất cả các số tự nhiên có ba chữ số abc sao cho
2 2
1 ( 2) abc n cba n
Lời giải
2
2 2
2
1 100 ( 2) 999 10 2 31
( 2) abc n
n n
cba n
2 2
99 0
( 1) ( 2) 99( ) 4 5 99
abc cba n n a c n VP
4.12 5 4n 5 4.33 5 4n 5 99 n 26abc262 1 675;cba576 Bài 10: Tìm các số tự nhiên m, n sao cho 2m5n là số chính phương
Lời giải Đặt 2m5n k m n2( , ?; ,m nN)(*)
- Với m0,(*) 1 5n k2(1)
Với n: Ta có 5n chia 4 dư 1 VT(1) chia 4 dư 2 ( loại) - Với m > 0
+) Với
2 2 1 2
0 (*) 2 1 (2) 1 2 ( 1)( 1) 2 ( );
1 2
a
m m m
b
n k k k k k a b m b a
k
1
2 2b 2a 2 (2a b a 1)
le
( vì ước của 2 là 1, 2)
2 2 1
3 3
2 1 1 2
a b a
a m k
b
+) Với n 0 (*)2m5n k2(*)
Có 2m có chữ số tận cùng là 2 hoặc 8 với m lẻ