1. BOÀI DÖÔÕNG HOÏC SINH GIOÛI VEÀ SOÁ HOÏC
CHUYEÂN ÑEÀ: SOÁ CHÍNH PHÖÔNG
I. Ñònh nghóa:
Soá chính phöông laø bình phöông cuûa moät soá töï nhieân.
A : laø soá chính phöông thì A = k2 (kÎN)
II. Tính chaát:
1) Soá chính phöông chæ coù theå taän cuøng baèng: 0;1; 4; 5; 6;
9; khoâng theå taän cuøng baèng 2; 3; 7; 8.
2) Khi phaân tích ra thöøa soá nguyeân toá, soá chính phöông chæ
chöùc caùc thöøa soá nguyeân toá vôùi soá muõ chaün, khoâng
chöùa caùc thöøa soá nguyeân toá vôùi soá muõ leû.
Chöùng minh:
Giaû söû A = k2 vaø k = ax.by.cz… (a; b; c; … laø caùc soá
nguyeân toá)
thì A = (ax.by.cz…)2 = a2x.b2y.c2z… (ñpcm)
Töø tính chaát 2 ta coù caùc heä quaû:
a. Soá chính phöông chia heát cho 2 thì phaûi chia heát cho 4
b. Soá chính phöông chia heát cho 3 thì phaûi chia heát cho 9
c. Soá chính phöông chia heát cho 5 phaûi chia heát cho 25
d. Soá chính phöông chia heát cho 8 thì phaûi chia heát cho 16
e. Tích cuûa caùc soá chính phöông laø moät soá chính
phöông
f. A = a.b, neáu a laø soá chính phöông thì b cuõng laø soá
chính phöông.
3) Soá löôïng caùc öôùc cuûa moät soá chính phöông laø leû.
Ngöôïc laïi, moät soá coù soá löôïng caùc öôùc laø leû thì soá
ñoù laø soá chính phöông
- 1 -
2. Chöùng minh:
Neáu A = 1 thì A laø soá chính phöông coù moät öôùc. Ta
giaû söû A > 1 coù daïng phaân tích ra thöøa soá nguyeân toá
laø A = ax.by.cz… thì soá löôïng caùc öôùc cuûa A laø (x+1)(y+1)
(z+1) …
a) Neáu A laø soá chính phöông thì x; y; z; … laø caùc soá
chaün, neân x+1; y+1; z+1; … laø leû, do ñoù soá löôïng
caùc öôùc cuûa A laø leû.;
b) Neáu soá löôïng caùc öôùc cuûa A laø leû thì (x+1)(y+1)
(z+1) … laø leû
Do ñoù caùc thöøa soá x+1; y+1; z+1; … ñeàu laø soá
leû,
Suy ra x; y; z; … laø caùc soá chaün.
Ñaët x = 2x’, y = 2y’; z = 2z’; … (x’; y’; z’;…ÎN) thì
A = (ax’by’cz’…)2 neân A laø soá chính phöông
(ñpcm)
4) Neáu soá A bao haøm giöõa bình phöông hai soá töï nhieân
lieân tieáp thì A khoâng theå laø số chính phương. Nghóa laø :
neáu n2 < A < (n+1)2 thì A khoâng laø số chính phương.
III. Caùc kieán thöùc lieân quan:
1. Neáu moãi soá haïng cuûa moät toång (hoaëc hieäu) chia
heát cho moät soá thì toång (hoaëc hieäu) ñoù chia heát cho
soá ñoù.
2. Soá coù chöõ soá taän cuøng chia heát cho 2 thì soá ñoù
chia heát cho 2
- 2 -
3. Soá coù hai chöõ soá taän cuøng chia heát cho 4 thì soá ñoù
chia heát cho 4
Soá coù ba chöõ soá taän cuøng chia heát cho 8 thì soá ñoù
chia heát cho 8
Soá coù chöõ soá taän cuøng chia heát cho 5 thì soá ñoù
chia heát cho 5
Soá coù hai chöõ soá taän cuøng chia heát cho 25 thì soá
ñoù chia heát cho 25
Soá coù toång caùc chöõ soá chia heát cho 3 thì soá ñoù chia
heát cho 3
Soá coù toång caùc chöõ soá chia heát cho 9 thì soá ñoù chia
heát cho 9
3. Daáu hieäu chia heát cho 11
Cho A = 5 4 3 2 1 0 ...a a a a a a
A 11 Û (a0 + a2 + a4 + …) – (a1 + a3 + a5 + …) 11
IV. Caùc daïng baøi taäp thöôøng gaëp:
Daïng 1: Kieåm tra moät soá coù phaûi laø soá chính phöông hay
khoâng:
Ví duï 1: Cho soá chính phöông n2 , tìm caùc soá chính phöông bieát
n Î þ ý ü
k chöõ soá 0
î í ì
11;101;1001;10001;100001;1000001;...;100...01
Giaûi
Ta coù 112 = 121
1012 = 10201
10012 = 1002001
100012 = 100020001
1000012 = 10000200001
10000012 = 1000002000001
- 3 -
4. …………
Toång quaùt 100...01 100...0200...01 2 =
k chöõ soá 0 k chöõ soá 0k chöõ soá 0
Ví duï 2: Caùc toång sau coù phaûi laø soá chính phöông khoâng ?
a) A = 3 + 32 + 33 + … +320
b) B = 11 + 112 + 113
c) C = 1010 + 8
d) D = 100! + 7
e) E = 1010 + 5
f) F = 10100 + 1050 + 1
Giaûi
a) Ta coù 3n 9 vôùi moïi n ³ 2 neân 32 + 33 + … +320 9
Suy ra A = 3 + 32 + 33 + … +320 chia cho 9 dö 3
Vì A chia heát cho 3 nhöng khoâng chia heát cho 9 neân A
khoâng phaûi laø soá chính phöông (t/c 2)
b) Ta coù B = 11 + 112 + 113
= 11.(1 + 11 + 112)
= 11.(1 + 11 + 121)
= 11.133
= 1463
Coù chöõ soá taän cuøng laø 3 neân B khoâng phaûi laø soá
chính phöông (t/c 1)
c) Ta coù 1010 + 8 coù chöõ soá taän cuøng laø 8 neân khoâng
phaûi laø soá chính phöông (t/c 1)
d) Ta coù 100! + 7 coù chöõ soá taän cuøng laø 7 neân khoâng
phaûi laø soá chính phöông (t/c 1)
- 4 -
5. e) Ta coù 1010 + 5 coù chöõ soá taän cuøng laø 05 chia heát
cho 5 nhöng khoâng chia heát cho 25 neân khoâng phaûi laø
soá chính phöông (t/c 2)
f) Ta coù 10100 + 1050 + 1 coù toång caùc chöõ soá laø 3 chia
heát cho 3 nhöng khoâng chia heát cho 9 neân khoâng phaûi
laø soá chính phöông (t/c 2)
Ví duï 3:
a) Cho A = 22 + 23 + 24 +…+ 220. Chöùng minh raèng A + 4
khoâng laø soá chính phöông
b) Cho B = 31 + 32 + 33 +…+ 3100 . Chöùng minh raèng 2B + 3
khoâng laø soá chính phöông
Giaûi
a) Ta coù A = 22 + 23 + 24 +…+ 220
neân 2A = 23 + 24 + 25 +…+ 221
suy ra 2A – A = 221 – 2222
do ñoù A – 4 = 221 – 2222 – 4 = 221 = (210)2.2 khoâng laø soá
chính phöông vì 2 khoâng laø soá chính phöông.
b) Ta coù B = 31 + 32 + 33 +…+ 3100
neân 3B = 32 + 33 + 34 +…+ 3101
suy ra 3B – B = 3101 – 3
do ñoù 2B + 3 = 3101 – 3 + 3 = 3101 = 3100.3 = (350)2.3 khoâng
laø soá chính phöông vì 3 khoâng laø soá chính phöông.
Ví duï 4: Vieát lieân tieáp töø 1 ñeán 12 ñöôïc soá A = 1234 … 1112.
Soá A coù theå coù 81 öôùc ñöôïc khoâng ?
Giaûi
Giaû söû A coù 81 öôùc.
- 5 -
6. Vì soá löôïng caùc öôùc cuûa A laø 81 (laø soá leû) neân A laø
soá chính phöông (1)
Maët khaùc, toång cuûa caùc chöõ soá cuûa A laø 1+2+3+…+12
= 51
Vì 51 3; 51 51 neân A chia heát cho 3 nhöng A khoâng chia
heát cho 9, do ñoù A khoâng laø soá chính phöông maâu thuaãn vôùi
(1).
Vaäy A khoâng theå coù 81 öôùc
Daïng 2 : Laäp soá chính phöông töø caùc chöõ soá ñaõ cho
Ví duï 1 :
Tìm soá chính phöông coù boán chöõ soá, ñöôïc vieát bôûi caùc
chöõ soá 3, 6, 8, 8.
Giaûi :
Goïi n2 laø soá chính phöông phaûi tìm
Vì soá chính phöông khoâng taän cuøng baèng 3, 8 neân do ñoù
n2 phaûi taän cuøng baèng 6
Soá taän cuøng cuûa n2 baèng 86 hoaëc 36
Neáu taän cuøng laø 86 thì chia heát cho 2 nhöng khoâng
chia heát cho 4 neân khoâng phaûi laø soá chính phöông (tính chaát
2.a)
Suy ra: n2 coù taän cuøng baèng 36
Vaäy soá chính phöông ñoù laø 8836 = 942
Daïng 3: AÙp duïng tính chaát 4
Ví duï: Chöùng minh raèng khoâng toàn taïi hai soá töï nhieân x vaø y
sao cho x2 + y vaø x + y2 laø số chính phương.
Giaûi:
Giaû söû x ³ y. Ta coù : x2 < x2 + y ≤ x2 + x < (x + 1)2
- 6 -
7. Daïng 3: Kieåm chöùng moät soá thoûa maõn ñieàu kieän cho tröôùc
coù laø soá chính phöông hay khoâng.
Ví duï 1: Moät soá töï nhieân goàm moät soá chöõ soá 0 vaø saùu chöõ
soá 6 coù theå laø moät soá chính phöông khoâng ?
Giaûi
Giaû söû n2 laø soá chính phöông caàn tìm
Neáu n2 taän cuøng baèng 0 thì noù phaûi taän cuøng baèng
moät soá chaün chöõ soá 0.
Ta boû taát caùc chöõ soá 0 taän cuøng naøy ñi thì soá coøn laïi
taän cuøng baèng 6 vaø phaûi laø soá chính phöông. Ta xeùt hai
tröôøng hôïp : Soá coøn laïi taän cuøng laø 06 hoaëc 66. Trong caû
hai tröôøng hôïp ñeàu chia heát cho 2 nhöng khoâng chia heát cho 4
neân khoâng phaûi laø soá chính phöông (t/c 2)
Neáu n2 taän cuøng laø 6 thì töông töï nhö treân cuõng khoâng
phaûi laø soá chính phöông
Vaäy soá coù tính chaát nhö ñeà baøi khoâng theå laø moät soá
chính phöông.
Ví duï 2: Tìm soá coù hai chöõ soá, bieát raèng neáu nhaân noù vôùi
135 thì ta ñöôïc moät soá chính phöông.
Giaûi:
Goïi soá phaûi tìm laø n, ta coù 135n = a2 (aÎ N) hay 33. 5. n =
a2. Soá chính phöông chæ chöùa caùc thöøa soá nguyeân toá vôùi
soá muõ chaün neân n = 3. 5. k2 (kÎN).
Vôùi k = 1 thì n = 15; vôùi k = 2 thì n = 60; vôùi k ³ 3 thì n ³ 135;
coù nhieàu hôn hai chöõ soá (loïai)
Vaäy soá phaûi tìm laø 15 hoaëc 60.
- 7 -
8. Ví duï 3: Tìm soá chính phöông coù boán chöõ soá sao cho hai chöõ
soá ñaàu gioáng nhau, hai chöõ cuoái gioáng nhau.
Giaûi :
Caùch 1:
Goïi soá chính phöông phaûi tìm laø n2 = aabb (a,b Î N, 1≤ a ≤ 9, 0
≤ b ≤ 9).
Ta coù n2 = aabb = 1100a + 11b = 11(100a + b) = 11(99a + a +
b) (1).
Do ñoù 99a + a + b chia heát cho 11 neân a + b chia heát cho 11,
Vaäy a + b = 11.
Thay a + b = 11 vaøo (1) ta ñöôïc n2 = 11(99a + 11) = 112(9a +
a 1 2 3 4 5 6 7 8 9
9a+1 10 19 28 37 46 55 64 73 82
911£ k £ 82 7
2 => 4 ≤ k ≤ 9
k 4 5 6 7 8 9
11k2 176 275 396 539 704 891
1).
Do ñoù 9a + 1 phaûi laø soá chính phöông .
Thöû vôùi a = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
Ta thaáy chæ coù a = 7 thì 9a + 1 = 64 = 82 laø soá chính
phöông
Vaäy a = 7 => b = 4 ta coù soá caàn tìm laø 7744 = 112 . 82 = 882
Caùch 2 :
Bieán ñoåi n2 =aabb = 1100a + 11b = 11(100a + b) = 11.a0b,
Do ñoù a0b =11k2 (kÎN).
Ta coù 100 ≤ 11k2 ≤ 909 => 9
11
- 8 -
9. Ta choïn 704 vì coù chöõ soá haøng chuïc laø 0
Suy ra k = 8 vaø n2 = aabb = 11 . 11 . 82 = 7744.
Ví duï 4 : Tìm soá ngueân toá ab (a > b > 0) sao cho ab-ba laø soá
chính phöông.
Giaûi : ab-ba = (10a + b) – (10b + a) = 9a – 9b
= 9(a – b) = 32(a – b)
Ñeå ab-ba laø soá chính phöông thì a – b phaûi laø soá chính
phöông.
Ta thaáy 1 ≤ a – b ≤ 8 neân a – b Î {1; 4}.
Vôùi a – b = 1 thì ab Î {21; 32; 43; 54; 65; 76; 87; 98}loïai caùc
hôïp soá 21; 32; 54; 65; 76; 87; 98; coøn laïi 43 laø soá nguyeân toá.
Vôùi a – b = 4 thì ab Î {51; 62; 73; 84; 95} loïai caùc hôïp soá
51; 62; 84; 95; coøn 73 laø soá nguyeân toá.
Vaäy ab baèng 43 hoaëc 73.
Daïng 4: Toaùn chöùng minh:
Ví duï 1: Chứng minh rằng tích cuûa 4 soá töï nhieân lieân tieáp coäng
1 laø moät soá chính phöông.
Chöùng minh:
Giaû söû trong boán soá töï nhieân lieân tieáp ta choïn soá töï
nhieân nhoû nhaát laø a, ta phaûi xeùt tích soá a(a+1)(a+2)(a+3) + 1
coù laø soá chính phöông hay khoâng?
Ta bieát a(a+1)(a+2)(a+3) + 1 = a(a+3) (a+1) (a+2) + 1
= (a2 + 3a)(a2 + 3a + 2) + 1
= (a2 + 3a)2 + 2(a2 + 3a) + 1
= (a2 + 3a + 1)2
Vì a laø moät soá töï nhieân neân (a2 + 3a + 1)2 phaûi laø moät
soá chính phöông
- 9 -