Tìm số tự nhiên n để: n^2021 + n^2020 + 1 là số nguyên tố

Vietjack.me giới thiệu bộ câu hỏi ôn tập Toán có đáp án được biên soạn bám sát chương trình học giúp bạn ôn luyện và bổ sung kiến thức môn Toán tốt hơn. Mời các bạn đón xem:

1 1,675 02/02/2024


Tìm số tự nhiên n để: n2021 + n2020 + 1 là số nguyên tố

Đề bài: Tìm số tự nhiên n để: n2021 + n2020 + 1 là số nguyên tố.

Lời giải:

Ta có:

n2021 + n2020 + 1

= n2021 ‒ n2 + n2020 ‒ n + n2 + n +1

= n2(n2019 ‒ 1) + n(n2019 ‒ 1) + (n2 + n +1)

= (n2 + n)(n2019 ‒ 1) + (n2 + n +1)

= n(n + 1)(n2019 ‒ 1) + (n2 + n +1)                                 (1)

Để ý rằng, 2019 chia hết cho 3 và 2019 = 3.673

Nên nếu đặt A = n3 thì n2019 = A673

Mặt khác áp dụng hằng đẳng thức sau:

ak ‒ bk = (a ‒ b)(ak‒1 + ak‒2b1 + ak‒3b2 +...+ a1bk‒2 + bk‒1)

Ta có: n2019 ‒ 1 = A673 ‒ 1 = A673 ‒ 1673 = (A ‒ 1)(A672 + A671 + ... + A1 + 1)

n2019 ‒ 1 (A ‒ 1) hay n2019 ‒ 1 (n3 ‒ 1)

Mà n3 ‒ 1 = (n ‒ 1)(n2 + n +1) n2019 ‒ 1 (n2 + n +1)         (2)                 

Từ (1) và (2) n2021 + n2020 + 1 (n2 + n +1)        

Như vậy để n2021 + n2020 + 1 là một số nguyên tố thì có hai trường hợp:

1. n2 + n +1 = 1, trường hợp này không xảy ra do n > 0 (giả thiết)

2. n2021 + n2020 + 1 = n2 + n +1 hay n2020(n + 1) = n(n + 1) n(n + 1)(n2019 ‒ 1) = 0

Do n > 0 nên n2019 ‒ 1 = 0 n = 1

Thử lại ta có: n2021 + n2020 + 1 = 12021 + 12020 + 1 = 3 là số nguyên tố.

Vậy n = 1 là đáp án cần tìm.                     

Xem thêm các câu hỏi ôn tập Toán chọn lọc, hay khác:  

1 1,675 02/02/2024


Xem thêm các chương trình khác: