Tiếp theo là phương pháp sử dụng đồng dư để chứng minh các bài toán chia hết.
Một số tính chất về đồng dư các bạn có thể xem lại từ bài giảng đồng dư
Sau đây ta xét một vài ví dụ sau.
Ví dụ 1. Chứng minh rằng với mọi số tự nhiên :
a) chia hết cho 19.
b) chia hết cho 23.
Lời giải
a)
Suy ra .
Do đó chia hết cho 19.
b) Ta có .
Khi đó
.
Do đó chia hết cho 23.
Ví dụ 2. Tìm tất các số để
a) chia hết cho 5.
b) chia hết cho 9.
Lời giải
a) Ta thấy , suy ra .
Suy ra .
Do đó ta xét theo moldun 4.
Nếu , ta có .
Nếu ta có .
Nếu ta có .
Nếu ta có .
Vậy không tồn tại số tự nhiên để chia hết cho 5.
b) Ta có , suy ra .
Đặt . Khi đó
Do đó chia hết cho 9 khi và chỉ khi chia hết cho 9, tìm ra được .
Vậy với là số tự nhiên.
Ví dụ 3. Cho và . Chứng minh rằng với mỗi số tự nhiên , có một và chỉ một trong hai số chia hết cho 5.
Lời giải
Ta cần chứng minh chia hết cho 5 và không chia hết cho 5 với mọi .
.
.
Do đó chia hết cho 5 và không chia hết cho 5.
Do đó có một và chỉ một trong hai số hoặc chia hết cho 5.
Ví dụ 4.(PTNK 2019) Cho với là số tự nhiên.
a) Chứng minh với mọi số tự nhiên thì chia hết cho .
b) Tìm tất cả những số tự nhiên sao cho chia hết cho
Lời giải
a) Do .
Ta lại có . .
Do nên
b)
b)
Ta xét các trường hợp của để
Ta có (mod 5).
Do đó nếu lẻ (mod 5).
Nếu (mod 5) (nhận)
Nếu (mod 5) (loại).
Vậy
Ta xét các trường hợp của để
Ta có (2;9 ) = 1 \Rightarrow 2^n – 1 \vdots \ 9 n= 3k k \in \mathbb{N} A_n \equiv 2^{3k} – 1 \equiv (-1)^k – 1 \quad (\mod 9) \Rightarrow k$ chẵn.
Xét với . Ta có
Xét với . Ta có
Vậy
Bài tập rèn luyện
Bài 1. Cho là số tự nhiên. Chứng minh rằng:
a) chia hết cho ;
b) chia hết cho ;
c) chia hết cho ;
d) chia hết cho .
Bài 2. Tìm tất cả các số tự nhiên sao cho:
a) chia hết cho 19
b) chia hết cho 3
c) chia hết cho 21
d) chia hết cho 5
Bài 3. Cho là số tự nhiên. Chứng minh rằng:
a) chia hết cho ;
b) chia hết cho .
Bài 4. (PTNK) Tìm các số nguyên dương sao cho:
a) chia hết cho ;
b) chia hết cho .