PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ
1. Cơ sở lí luận.
Toán học là một bộ môn khoa học rất trừu tượng, được suy luận một cách
lôgic và là nền tảng cho việc nghiên cứu các bộ môn khoa học khác. Số học là
một phần không thể thiếu và nó chiếm một vai trò khá quan trọng trong bộ môn
này.
Lý thuyết chia hết trong vành số nguyên là một nội dung khá quan trọng
trong phần số học. Hơn nữa, đây cũng là mảng rất khó khăn cho giáo viên và
học sinh trong quá trình dạy và học. Xuất phát từ vấn đề đó, tôi đã tìm tòi,
nghiên cứu, trao đổi và học hỏi ở bạn bè, đồng chí đồng nghiệp và đã tìm ra chìa
khoá để giải quyết vấn đề này. Đó là lý thuyết đồng dư. Vì vậy tôi đã chọn
“Ứng dụng đồng dư thức trong giải Toán lớp 7 ” làm sáng kiến kinh nghiệm
nhằm trao đổi với bạn bè đồng nghiệp nhiều hơn về lĩnh vực này.
“ Cùng với khoa học công nghệ, giáo dục là quốc sách hàng đầu” chủ
trương đó đã thể hiện rõ quan điểm, đường lối của Đảng và Nhà nước ta; khẳng
định tầm quan trọng của giáo dục đối với đất nước; bởi lẽ giáo dục đóng vai trò
quyết định đến sự thành công của công cuộc xây dựng đất nước, xây dựng
CNXH.
Nghành giáo dục đã triển khai thực hiện công tác đổi mới giáo dục phổ
thông bao gồm: đổi mới cơ sở vật chất phục vụ cho dạy và học, đổi mới chương
trình sách giáo khoa, đổi mới công tác quản lý, đổi mới phương pháp dạy học,
đổi mới cách kiểm tra đánh giá v.v nhằm giúp học sinh phát triển một cách
toàn diện.
Trong hệ thống các môn học được đưa vào đào tạo ở trường THCS, môn
Toán đóng vai trò hết sức quan trọng, bởi lẽ qua học toán học sinh sẽ được phát
triển tư duy sáng tạo, linh hoạt, dễ thích ứng với mọi hoàn cảnh, phù hợp với xu
thế phát triển của đất nước ta hiện nay. Học tốt môn Toán sẽ giúp học sinh học
tốt các môn học khác. Xưa nay, đây là môn học mà không ít học sinh phải ngại
ngùng khi nhắc đến, việc học toán đối với học sinh là một điều hết sức khó
khăn. Hơn thế nữa, chúng ta đang ra sức để xóa bỏ tình trạng học sinh ngồi
nhầm lớp. Tất cả những lý do trên xuất phát từ những nguyên nhân khách quan
và chủ quan như: học sinh chưa nắm được phương pháp học tập, giáo viên còn
ôm đồm kiến thức trong giảng dạy, khó khăn về một cơ sở lý luận trong việc dạy
học bộ môn.v.v
liên quan đến lý thuyết đồng dư trong Toán học, rèn luyện cho học sinh đức tính cẩn thận, sáng tạo của người nghiên cứu khoa học. 5. Phạm vi, kế hoạch và đối tượng nghiên cứu. 5.1 Phạm vi nghiên cứu. Trong môn toán có nhiều dạng bài tập có thể giải bằng cách sử dụng phương pháp đồng dư thức. Tuy nhiên trong chuyên đề này tôi chỉ đưa ra một số ứng dụng sau. - Tìm số dư trong phép chia số nguyên - Chứng minh sự chia hết - Tìm chữ số tận cùng của một luỹ thừa - Giải phương trình nghiệm nguyên. 5.2 Kế hoạc nghiên cứu. - Thời gian thực hiện chuyên đề 4 buổi tương ứng với 16 tiết dạy 5.3 Đối tượng nghiên cứu. Đối tượng nghiên cứu là học sinh khá giỏi lớp 7 trường THCS 6. Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu qua tài liệu: SGK, SGV, sách nâng cao và phát triển Toán 6,7 ,sách nâng cao và các chuyên đề đại số 7, tài liệu tham khảo có liên quan - Nghiên cứu qua thực hành giải bài tập của học sinh. - Nghiên cứu qua theo dõi kiểm tra. Nghiên cứu từ thực tế giảng dạy, học tập của từng đối tượng học sinh. Ứng dụng đồng dư thức trong giải Toán lớp 7 Trang 5/21 PHẦN II: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ I - ĐỒNG DƯ THỨC 1. Định nghĩa và các điều kiện: a. Định nghĩa: Cho m N *; a,b Z. Nếu a và b khi chia cho m có cùng số dư ta nói: a và b đồng dư theo môđun m. Kí hiệu: a b (mod m) Hệ thức: a b (mod m) gọi là đồng dư thức. Ví dụ: 19 3 (mod 8); -25 3 (mod 4) b. Các điều kiện tương đương: 1- a b (mod m) 2- (a - b) m 3- Zt sao cho: a = b + m.t. 2. Các tính chất a. Quan hệ đồng dư là một quan hệ tương đương trên tập hợp Z có nghĩa là: 1- a a (mod m) 2- a b (mod m) => b a (mod m) 3- a b (mod m); b c (mod m) => a c (mod m) b. Ta có thế cộng từng vế một với nhau theo cùng một môđun. Cụ thể: ai bi (mod m) i = n,1 => n i i k n i i k ba 11 )1()1( (mod m) Nk c. Ta có thế nhân từng vế với nhau nhiều đồng dư thức theo cùng một môđun. Cụ thể: ai bi (mod m);i = n,1 => n ii n i i ba 1 1 (mod m); 3. Các hệ quả a. a b (mod m) => a c b c (mod m) b. a + c b (mod m) => a b - c (mod m) c. a b (mod m) => a + k.m b (mod m) d. a b (mod m) => a.c b.c (mod m) e. a b (mod m) => an bn (mod m) Nn f. Cho f(x) = an x n + an-1 x n-1 + . . . +a1x + a0 Zai . Nếu (mod m) thì ta cũng có f( ) f( ) (mod m) Ứng dụng đồng dư thức trong giải Toán lớp 7 Trang 6/21 Đặc biệt: f( ) 0 (mod m) thì ta cũng có: f( + k.m) 0 (mod m) Zk g. Ta có thể chia cả hai vế của một đồng dư thức cho một ước chung của chúng nguyên tố với môđun. Cụ thể là: a.c b.c (mod m); ƯCLN (c; m) =1 => a b (mod m) h. Ta có thể nhân cả hai vế và môđun của một đồng dư thức với cùng một số nguyên dương. Cụ thể là: a b (mod m) => a.c b.c (mod m.c) *Nc i. Ta có thể chia cả hai vế và môđun của một đồng dư thức với cùng một ước dương của chúng. Cụ thể là: a b (mod m); 0 a/c b/c (mod m/c) k. Nếu 2 số a và b đồng dư với nhau theo nhiều môđun thì chúng đồng dư với nhau theo môđun là bội chung nhỏ nhất của môđun ấy. Cụ thể là: a b (mod mi), i = n,1 => a b (mod m). Trong đó: m = BCNN(m1, m2 mn) l. Nếu a và b đồng dư với nhau theo môđun m thì chúng cũng đồng dư với nhau theo môđun là ước dương của m. Cụ thể là: a b (mod m); 0 a b (mod ∂ ) m. Nếu: a b (mod m) thì: ƯCLN( a; m) = ƯCLN( b; m). II- ĐỊNH LÝ ƠLE VÀ ĐỊNH LÝ FÉCMA 1. Định lý Ơle a. Hàm số Ơle- µ(m) Cho hàm số µ(m) được xác định như sau: - m = 1 ta có: µ(m) = 1 - m > 1 thì µ(m)là các số tự nhiên không vượt quá m – 1 và nguyên tố với m b. Công thức tính µ(m) b.1 m = pα ( p là số nguyên tố, α là số tự nhiên khác 0) Ta có: µ(m) = µ(pα) = pα (1 p 1 ) b.2 m = nnpppp ...31 3 2 21 (pi là các số nguyên tố, α1 là số tự nhiên khác 0 ). Ta có: µ(m) = m (1 1 1 p )(1 2 1 p )(1 3 1 p )(1 np 1 ) Ứng dụng đồng dư thức trong giải Toán lớp 7 Trang 7/21 c. Định lý Ơle Cho m là một số tự nhiên khác 0 và a là một số nguyên tố với m. Khi ấy ta có: 1 µ(m) a (mod m) 2. Định lý Fécma - Định lý Fécma 1 Cho p là một số nguyên tố và a là một số nguyên không chia hết cho m. Khi ấy ta có: ap - 1 1 (mod p) - Định lý Fécma 2 Cho p là một số nguyên tố, a là một số nguyên dương bất kỳ. Khi ấy ta có: ap - 1 a (mod p) III - MỘT SỐ ỨNG DỤNG 1. Tìm số dư trong phép chia Ví dụ1: Tìm số dư trong phép chia: 29455 – 3 chia cho 9 Giải: Ta có: 2945 2 (mod 9) => 29455 – 3 25 – 3 (mod 9) Mà 25 – 3 2 (mod 9) Vậy số dư của 29455 – 3 chia cho 9 là 2 Ví dụ 2: Tìm số dư trong phép chia 109345 chia cho 14 Giải: Ta có: 109 -3 (mod 14) => 109345 (-3)345 (mod 14) Ta lại có: ( -3; 14 ) = 1 Hơn nữa: µ(14) = 6) 7 1 1)( 2 1 1.(14 Nên: (-3)6 1 (mod 14) (theo định lý Ơle) => (-3)345 (-3)3 (mod 14) Mặt khác: (-3)3 = -27 1 (mod 14) Vậy số dư trong phép chia 109345 chia cho 14 là 1 Ví dụ 3:Tìm số dư trong phép chia: (19971998 + 19981999 +19992000 )10 chia cho 111 Giải: Ta có: 1998 0 (mod 111) => 1997 -1 (mod 111) và 1999 1 (mod 111) Ứng dụng đồng dư thức trong giải Toán lớp 7 Trang 8/21 Nên ta có: 19971998 + 19981999 +19992000 2 (mod 111) (19971998 + 19981999 +19992000 )10 210 (mod 111) Mặt khác ta có: 210 = 1024 25 (mod 111) Vậy (19971998 + 19981999 +19992000 )10 chia cho 111 có số dư là 25 Bài tập : Tìm số dư của phép chia Bài 1 : Tìm số dư trong phép chia 20042004 cho 11 Sử dụng dấu hiệu chia hết cho 11 : Một số được gọi là chia hết cho 11 khi và chỉ khi hiệu giữa các tổng chữ số ở hàng lẻ và tổng các chữ số hàng chẵn kể từ trái sang phải chia hết cho 11. Ví dụ : Xét xem số 5016 có chia hết cho 11 ? Ta có (5 + 1) - (0 + 6) = 0. Vì 0 11 = > 5016 11 Giải : Ta có 2002 11 => 2004 - 2 11 => 2004 ≡ 2 (mod 11) => 20042004 ≡ 22004 (mod 11) , mà 210 ≡ 1 (mod 11) (vì 1024 - 1 11) => 20042004 = 24.22000 = 24.(210)200 ≡ 24 ≡ 5 (mod 11) Vậy 20042004 chia 11 dư 5. Bài 2 : Tìm số dư khi chia A = 19442005 cho 7 Giải : Ta có : 1944 ≡ -2 (mod 7) => 19442005 ≡ (-2)2005 (mod 7) Mà (-2)3 ≡ - 1 (mod 7) => (-23)668 ≡ 1668 (mod 7) hay (-23)668 ≡ 1 (mod 7) => (-23)668.(-2) ≡ - 2 (mod 7) hay (-2)2005 ≡ - 2 (mod 7) Vậy 19442005 cho 7 dư 5. Bài 3 : Tìm số dư trong phép chia 15325 - 1 cho 9 Giải : Ta có 1532 ≡ 2 (mod 9) => 15325 ≡ 25 (mod 9) , mà 25 ≡ 5 (mod 9) => 15325 ≡ 5 (mod 9) => 15325 - 1 ≡ 4(mod 9) Vậy 15325 - 1 chia cho 9 dư là 4. Bài 4 : Tìm dư trong phép chia 32003 cho 13. Giải : Ta có 33 ≡ 1 (mod 13) mà 2003 = 3.667 + 2 => 32003 = (33)667. 32 33 ≡ 1 => (33)667 ≡ 1667 => (33)667. 32 ≡ 1.32 (mod 13) => 32003 ≡ 9 (mod 13). Vậy 32003 chia cho 13 dư 9 . Ứng dụng đồng dư thức trong giải Toán lớp 7 Trang 9/21 Bài 5 : Tìm dư trong phép chia 570 + 750 cho 12 Giải : Ta có 52 ≡ 1(mod 12) => (52)35 ≡ 1 (mod 12) hay 570 ≡ 1(mod 12) (1) 72 ≡ 2 (mod 12) => (72)25 ≡ 1(mod 12) hay 750 ≡ 1(mod 12) (2) Từ (1) và (2) => 570 + 750 chia cho 12 dư 2. Bài 6 : Tìm số dư của A = 776776 + 777777 + 778778 khi chia cho 3 và khi chia cho 5? Giải : +Ta có 776 ≡ - 1(mod 3) => 776776 ≡ -1(mod 3) => 776776 ≡ 1 (mod 3) 777 ≡ 0 (mod 3) => 777777 ≡ 0 (mod 3) 778 ≡ 1 (mod 3) => 778778≡ 1 (mod 3) => 776776 + 777777 + 778778 khi chia cho 3 dư 2. +Ta có 776 ≡ 1 (mod 5) => 776776 ≡ 1 (mod 5) 777 ≡ - 3 (mod 5) => 777777 ≡ - 3777 (mod 5) 778 ≡ 3 (mod 5) => 778778 ≡ 3778 (mod 5) => 776776 + 777777 + 778778 ≡ 1 - 3777 + 3778 (mod 5) Hay 776776 + 777777 + 778778 ≡ 1 + 3.3777 - 3777 (mod 5) 776776 + 777777 + 778778 ≡ 1 + 3777(3 - 1) (mod 5) 776776 + 777777 + 778778 ≡ 1 + 2.3777 (mod 5) Mà 32 ≡ - 1(mod 5) => (32)388.3 ≡ 3 (mod 5) Vậy A = 776776 + 777777 + 778778 ≡ 1 + 2.3 ≡ 2 (mod 5) Vậy A chia cho 5 dư 2. Bài 7 : Tìm số dư của A = 32005 + 42005 khi chia cho 11 và khi chia cho 13 ? Giải : +Ta có : 35 ≡ 1 (mod 11) => (35)401 ≡ 1 (mod 11) Và 45 ≡ 1 (mod 11) => (45)401 ≡ 1 (mod 11) => A = 32005 + 42005 ≡ 2 (mod 11) => A chia cho 11 dư 2 +Ta có : 33 ≡ 1 (mod 13) => (33)668. 3 ≡ 1.3 (mod 13) => 32005 ≡ 3 (mod 13) Và 43 ≡ -1 (mod 13) =>(43)668 .4≡ 1.4 (mod 13) => 42005 ≡ 4 (mod 13) => A = 32005 + 42005 ≡ 7 (mod 13) => A chia cho 13 dư 7 . Ứng dụng đồng dư thức trong giải Toán lớp 7 Trang 10/21 2. Chứng minh chia hết Ví dụ 1: Chứng minh: 3100 – 3 chia hết cho 13 Giải. Ta có: 33 = 27 1 (mod 13) => 3100 = 3.399 3.1 (mod 13) => 3100- 3 0 (mod 13). Vậy 3100-3 chia hết cho 13 Ví dụ 2: Chứng minh 62n + 1 + 5n + 2 chia hết cho 31 voí mọi n là số tự nhiên Giải: Ta có: 62 5 (mod 31) => 62n 5n (mod 31) Mặt khác: 6 - 52 (mod 31) Nên: 62n + 1 -5n + 2 (mod 31) Vậy 62n + 1 + 5n + 2 chia hết cho 31. Ví dụ 3: Chứng minh 1132 143 n với n là số tự nhiên Giải: Ta có: µ(11) = 10; µ(10) = ) 5 1 1)( 2 1 1(10 = 4. Áp dụng ĐL Ơle ta có: (3; 10) = 1 => µ(10)3 1 (mod 10) 34 1 (mod 10) => 34n + 1 3 (mod 10) Đặt 34n + 1 = 10.k + 3 với k N. Khi đó ta có: 4 13 10. 32 3 2 3 n k Áp dụng định lý Ơle ta có: (2; 11) = 1 Nên µ(11)2 1 (mod 11) 210 1 (mod 11) => 210.k +3 23 (mod 11) => 210.k +3 + 3 23 +3 (mod 11) 32 143 n 0 (mod 11) Vậy 1132 143 n Bài tập Bài 1 : Chứng minh rằng các số A = 61000 - 1 và B = 61001 + 1 đều là bội số của 7 Giải : Ta có 6 ≡ - 1 (mod 7) => 61000 ≡ 1 (mod 7) => 61000 - 1 7 Vậy A là bội của 7 Từ 61000 ≡ 1 (mod 7) => 61001 ≡ 6 (mod 7) , mà 6 ≡ - 1 (mod 7) => 61001 ≡ -1 (mod 7) => 61001 + 1 7 Vậy B là bội của 7 Ứng dụng đồng dư thức trong giải Toán lớp 7 Trang 11/21 Bài 2 : Chứng minh rằng A = 7.52n + 12.6n chia hết cho 19 Giải : Ta có A = 7.52n + 12.6n = 7.25n + 12.6n Vì 25 ≡ 6 (mod 19) => 25n ≡ 6n (mod 19) =>7.25n ≡ 7.6n (mod 19) => 7.25n + 12.6n ≡ 7.6n + 12.6n ≡ 19.6n ≡ 0 (mod 19) . Điều này chứng tỏ A chia hết cho 19. Bai 3 : Chứng minh rằng 22012 - 4 chia hết cho 31 Giải : Ta có 25 ≡ 1 (mod 31) , mà 2012 = 5.402 + 2 Nên 22012 = (25)402 .22 Vì 25 ≡ 1 (mod 31) => (25)402 ≡ 1402 (mod 31) => (25)402.22 ≡ 1.22 (mod 31) => 22012 ≡ 4 (mod 31) => 22012 - 4 chia hết cho 31 Bài 4 : Chứng minh rằng : 22225555 + 55552222 chia hết cho 7 Giải : Ta có 2222 + 4 7 => 2222 ≡ - 4 (mod 7) => 22225555 ≡ (- 4)5555(mod 7) 5555 - 4 7 => 5555 ≡ 4 (mod 7) => 55552222 ≡ 42222 (mod 7) => 22225555 + 55552222 ≡ (- 4)5555 + 42222 (mod 7) ≡ 42222(1 - 43333)(mod 7) Ta lại có : 43 ≡ 1(mod 7) => 43333 ≡ 1 (mod 7) Nên 22225555 + 55552222 ≡ 0 (mod 7) => 22225555 + 55552222 chia hết cho 7. 3. Tìm chữ số tận cùng của một số a)Tìm một chữ số tận cùng của an : -Nếu a có chữ số tận cùng là 0; 1; 5 hoặc 6 thì an lần lượt có chữ số tận cùng lần lượt là 0; 1; 5 hoặc 6. -Nếu a có chữ số tận cùng là 2, 3 hoặc 7, ta vận dụng nhận xét sau với k Z 24k ≡ 6 (mod 10) 34k ≡ 1 (mod 10) 74k ≡ 1 (mod 10) Do đó để tìm chữ số tận cùng của an với a có chữ số tận cùng là 2; 3; 7 ta lấy n chia cho 4. Giả sử n = 4k + r với r {0; 1; 2; 3} Nếu a ≡ 2 (mod 10) thì an ≡ 2n = 24k + r ≡ 6.2r (mod 10) Nếu a ≡ 3 (mod 10) hoặc a ≡ 7 (mod 10) thì an ≡ a4k + r ≡ ar (mod 10) Ví dụ 1 : Tìm chữ số cuối cùng của các số : a) 62009 , b) 92008 , c) 32009 , d) 22009 Ứng dụng đồng dư thức trong giải Toán lớp 7 Trang 12/21 Giải : a) 62009 có chữ số tận cùng là 6 (vì 6 khi nâng lên luỹ thừa với số mũ tự nhiên khác 0 vẫn có tận cùng bằng chính số 6) b) 92008 = (92)1004 = 811004 = 1 có chữ số tận cùng là 1 91991 = 91990.9 = (92)995.9 = 81995.9 = (1).9 = 9 có chữ số tận cùng là 9 Nhận xét : Số có chữ số tận cùng là 9 khi nâng lên luỹ thừa với số mũ tự nhiên chẵn khác 0 nào thì chữ số tận cùng là 1, khi nâng lên luỹ thừa với số mũ tự nhiên lẻ thì có số tận cùng là 9. c) 32009 = (34)502.3 = 81502.3 = ( 1).3 = 3 có chữ số tận cùng là 3. d) 22009 = 22008.2 = (24)502.2 = 16502.2 = ( 6).2 = 2 có chữ số tận cùng là 2 Ví dụ 2 : Tìm chữ số tận cùng của các số sau : a) 421 , b) 3103 , c) 84n + 1 (n N) d) 1423 + 2323 + 7023 Giải : a) 430 = 42.15 = (42)15 = 1615 = 6 có chữ số tận cùng là 6 421 = 420 + 1 = (42)10.4 = 1610.4 = (6).4 = 4 có chữ số tận cùng là 4 Nhận xét : Số nào có số tận cùng là 4 thì khi nâng lên luỹ thừa với số mũ tự nhiên chẵn thì có số tận cùng là 6, khi nâng lên với số mũ tự nhiên lẻ có số tận cùng là 4) b) 3103 = 3102.3 = (32)51.3 = 951.3 = ( 9).3 = 7 có chữ số tận cùng là 7 c) 84n + 1 = 84n.8 = (23)4n.8 = 212n.8 = (24)3n.8 = 163n.8 = (6).8 = . 8 có chữ số tận cùng là 8 d) 1423 = 1422.14 = ( 6).14 = . 4 2323 = 2322.23 = (232)11.23 = ( 9).23 = 7 7023 = 0 Vậy : 1423 + 2323 + 7023 =( 4) + ( 7) + ( 0)= 1 có chữ số tận cùng là 1 b)Tìm hai số tận cùng của số an : Ta có nhận xét sau : 220 ≡ 76 (mod 100) 320 ≡ 01 (mod 100) 65 ≡ 76 (mod 100) 74 ≡ 01 (mod 100) Mà 76n ≡ 76 (mod 100) với n ≥ 1 5n ≡ 25 (mod 100) với n ≥ 2 Suy ra kết quả sau với k là số tự nhiên khác 0. a20k ≡ 00 (mod 100) nếu a ≡ 0 (mod 10) a20k ≡ 01 (mod 100) nếu a ≡ 1; 3; 7; 9 (mod 10) Ứng dụng đồng dư thức trong giải Toán lớp 7 Trang 13/21 a20k ≡ 25 (mod 100) nếu a ≡ 5 (mod 10) a20k ≡ 76 (mod 100 nếu a ≡ 2; 4; 6; 8 (mod 10) Vậy để tìm hai chữ số tận cùng của an, ta lấy số mũ n chia cho 20 Ví dụ 3 : Tìm hai chữ số tân cùng của 22003 Giải : Ta có : 220 ≡ 76 (mod 100) => 220k ≡ 76 (mod 100) Do đó : 22003 = 23.(220)100 = 8.(220)100 = ( 76).8 = 08 Vậy 22003 có hai chữ số tận cùng là 08. Ví dụ 4: Tìm 2 chữ số tận cùng của 20092010 Giải: Ta có: 20092010 92010 (mod 100) Áp dụng định lý Ơle ta có: (9; 100) =1 Nên: µ(100)9 1 (mod 100). Mà µ(100) = 40) 5 1 1)( 2 1 1.(100 Hay: 940 1 (mod 100) => 92010 910 (mod 100) Mà 910 = 3486784401 1 (mod 100). Vậy 2 chữ số tận cùng của 20092010 là 01. Ví dụ 5: Tìm 3 chữ số tận cùng của 21954 Giải: Ta thấy (2; 1000) = 2 nên chưa thể áp dụng trực tiếp định lý Ơle được. Ta có: (21954; 1000) = 8. Ta xét 21951 chia cho 125 Áp dụng định lý Ơle ta có: (2; 125) = 1 Nên: µ(125)2 1 (mod 125). Mà µ(125) = 25) 5 1 1(125 Hay: 225 1 (mod 125) => 21951 2 (mod 125) => 21951. 23 2.23 (mod 125.23) 21954 16 (mod 1000) Vậy 3 chữ số tận cùng của 21954 là 016 Ví dụ 6: Tìm 2 chữ số tận cùng của 999 Giải: Áp dụng định lý Ơle ta có: (9; 100) = 1; µ(100) = 40; => 940 1 (mod 100). (*) Mặt khác ta có: 92 1 (mod 40) => 99 9 (mod 40). Đặt 99 = 40.k + 9 với k N (**) Ứng dụng đồng dư thức trong giải Toán lớp 7 Trang 14/21 Từ (*) và (**) suy ra: 999 99 (mod 100) Mà: 99 = 387420489 89 (mod 100) Vậy 2 chữ số tận cùng của 999 là 89 4. Giải phương trình nghiệm nguyên a. Xét số dư hai vế Ví dụ 1: Giải phương trình nghiệm nguyên sau: 29 2x y y (*) Giải: Ta có: 29 2 2 mod3 2 mod 3 1 2 mod 3VT x VP y y y y 1 mod3y ( vì nếu y=3k hoặc y = 3k+2 thì 0 mod3VP ). 3 1y k (trong đó k Z ) thay vào pt(*) ta có : 2 2 29 2 3 1 3 1 9 9 9x k k x k k x k k Vậy 2 3 1 x k k y k k Z Ví dụ 2: Giải phương trình nghiệm nguyên sau: 2 1 2 2 2 3 2 4 5 11879x x x x y Giải: Ta có 2 ; 2 1; 2 2; 2 3; 2 4x x x x x là 5 số tự nhiên liên tiếp nên 2 2 1 2 2 2 3 2 4 5x x x x x Mặt khác UCLN( 2x ;5) = 1 nên 2 1 2 2 2 3 2 4 5x x x x Với 1y thì 2 1 2 2 2 3 2 4 5 5x x x x yVT còn 11879 4 mod 5VP suy ra phương trình không có nghiệm. Với y =0 ta có : 02 1 2 2 2 3 2 4 5 11879 2 1 2 2 2 3 2 4 11880x x x x x x x x 32 1 2 2 2 3 2 4 9.10.11.12 2 1 9 2 8 2 2 3x x x x x x x x Vậy phương trình có nghiệm duy nhất ; 3;0x y Ví dụ 3: Tìm x, y nguyên dương thoả mãn : 2 3 1 1x y Ứng dụng đồng dư thức trong giải Toán lớp 7 Trang 15/21 Giải: 2 3 1 1 3 2x xy y y (**) Ta có 3 1 mod 2 2 1 mod 2xVT VP y y Suy ra y là số lẻ mà y và y+2 là hai số lẻ liên tiếp Từ pt(**) 3 2 3 m n y y m n x Ta có y +2 > y n > m Nếu m > 0 thì y và y+ 2 đều chia hết cho 3 ( vô lí) Vậy m =0 n = 1 x=1 y =1 b.Sử dụng số dư chỉ ra phương trình vô nghiệm Ví dụ 4: Giải phương trình nghiệm nguyên sau: 30419 5 1890 1975 2013x y Giải: Ta có x ,y nguyên dương 5 5; 1890 5y 19 5 1890 19 mod 5x y xVT Mà: 19 1 mod5 19 ( 1) mod 5x x Nếu x chẵn thì 19 1 mod5x ; nếu x lẻ thì 19 1 mod5 4 mod5x 1;4 mod5VT còn 3 mod5VP Do đó phương trình vô nghiệm. Ví dụ 5: Tìm các số nguyên dương x, y biết: 2 2 11 3 yx x Giải: Ta có: 2 13 0 mod3yVP (*) Nếu x =3k ( *k N ) thì 2 1 2 mod 3VT x x Nếu x =3k +1 ( k N ) thì 2 1 1 mod 3VT x x Nếu x =3k +2 ( k N ) thì 2 1 1 mod 3VT x x Vậy với x Z thì 2 1 1; 2 mod3VT x x (**) Từ (*) và (**) suy ra không tồn tại x,y thỏa mãn bài toán. Ứng dụng đồng dư thức trong giải Toán lớp 7 Trang 16/21 Chú ý: Nhiều bài toán thi vô địch các nước đôi khi phải xét modun khá lớn VD: (IMO 1999) Ví dụ 6: Giải phương trình nghiệm nguyên sau:: 2 5 4m n Giải: 2 0;1;3;4;5;9 mod11m còn 5 4 6;7;8 mod11n suy ra phương trình vô nghiệm. Chú ý: 3 0;1;8 mod9x Ví dụ 7: Giải phương trình nghiệm nguyên sau: 3 3 3 2011x y z Giải: Dựa vào nhận xét trên ta có 3 0;1;8 mod 9x ; 3 0;1;8 mod 9y 3 0;1;8 mod9z 3 3 3 0;1;2;3;6;7;8 mod 9VT x y z Còn 2011 4 mod9VP suy ra phương trình vô nghiệm. B. Bài tập tổng hợp 1. Tìm dư trong phép chia a) 32012 cho 13. b) 32013 cho 31. c) 570 + 750 cho 12. 2. Chứng minh: a) 3105 + 4105 chia hết cho 13 nhưng không chia hết cho 11. b) 192005 + 112004 chia hết cho 10. 3. Tìm chữ số tận cùng của các số: 82012, 72011, 2013519 . 4. Chứng minh rằng với mọi số tự nhiên n ta có: a) 11n+2 + 122n+1 chia hết cho 133. b) 5n+2 + 26.5n + 82n+1 chia hết cho 59. c) 7.52n + 12.6n chia hết cho 19. 5. Chứng minh rằng: 22225555 + 55552222 chia hết cho 7. 6. Chứng minh rằng: 777 333555 555333 777 10 . 7. Chứng minh rằng: 4 1 4 12 33 2 5 11, . n n n N 8. Chứng minh rằng: a) 2 2 13 4 13n n , n nguyên dương. b) 2 16 19 2 17n n n . c) 2 1 26 5 31n n . d) 3 4 2 12 3 19n n 9. Chứng minh rằng với mọi số tự nhiên n ta có: a) 6 222 3 19; n c) 4 122 7 11. n b) 2 122 3 7. n 10. Tìm dư trong phép chia: a) 570 + 750 cho 12; b) 2 4 1010 10 10 1010 10 10 ... 10 7cho . Ứng dụng đồng dư thức trong giải Toán lớp 7 Trang 17/21 11. Chứng minh: a) 99 99 99 9 10; b) 777 77 77 7 10; c) 4 1 4 12 33 2 5 22. n n 12. Chứng minh: a) 2n + 1 không chia hết cho 7 với mọi n số tự nhiên n. b) 9n + 1 không chia hết cho 100 với mọi số tự nhiên n. 13. Cho a, b là các số tự nhiên không chia hết cho 5. Chứng minh: p.a4m + q.b4m chia hết cho 5 khi và chỉ khi p+q chia hết cho 5. 14. p là số nguyên tố lơn hơn 5. CMR: p8n + 3p4n – 4 chia hết cho 5. (HD: Áp dụng ĐL Fermat). 15. Cho n là số tự nhiên. CMR: a) 2 1 4 15 2 2 23;n n n b) 2 2 113 14 183.n n c) 2 1 2 12 3 5.n n d) 2 1 2 2 2 15 .2 3 .2 38;n n n n 16. Tìm dư trong các phép chia sau: a) 6.5123 + 7162 chia cho 132. b) 20112012 + 20122013 + 2010 chia cho 7.
Tài liệu đính kèm: