Chứng tỏ rằng 3A + 1; 2B + 1 và C đều là số chính phương Cho các tổng sau: A = 1 + 2^2 + 2^4 + ... + 2^98 ; B = 1 + 3 + 3^2 +...+3^99 ; C = 2 + 2 + 2^2 + 2^3 +...+2^59 Chứng tỏ rằng 3A + 1 ; 2B + 1 và C đều là số chính phương
Tham khảo câu trả lời từ Trợ lý ảo Lazi Để chứng minh rằng \( 3A + 1 \), \( 2B + 1 \) và \( C \) đều là số chính phương, ta sẽ tính toán giá trị của \( A \), \( B \) và \( C \) trước, sau đó sử dụng các công thức để tìm các biểu thức cần chứng minh. **Bước 1: Tính \( A \)** Ta có: \[ A = 1 + 2^2 + 2^4 + \ldots + 2^{98} \] Đây là một cấp số nhân với công bội là \( 2^2 = 4 \) và số hạng đầu là \( 1 \). Số hạng cuối là \( 2^{98} \). Số hạng của cấp số nhân này là: - Số hạng đầu: \( 1 = 2^0 \) - Số hạng cuối: \( 2^{98} \) - Số hạng thứ nhất: \( 0 \) - Số hạng thứ hai: \( 49 \) (khi đi từ \( 0 \) đến \( 98 \) bước 2) Số hạng: \( \frac{49 + 1}{1} = 50 \) Tổng của cấp số nhân là: \[ A = \frac{1 \cdot (4^{50} - 1)}{4 - 1} = \frac{4^{50} - 1}{3} \] **Bước 2: Tính \( B \)** Ta có: \[ B = 1 + 3 + 3^2 + \ldots + 3^{99} \] Đây cũng là một cấp số nhân với công bội là \( 3 \) và số hạng đầu là \( 1 \). Tổng số hạng là \( n = 100 \): \[ B = \frac{1 \cdot (3^{100} - 1)}{3 - 1} = \frac{3^{100} - 1}{2} \] **Bước 3: Tính \( C \)** Ta có: \[ C = 2 + 2 + 2^2 + 2^3 + \ldots + 2^{59} \] Gom lại ta có: \[ C = 2 \times 2^0 + 2^1 + 2^2 + \ldots + 2^{59} = 2 \cdot (1 + 2 + 2^2 + \ldots + 2^{58}) = 2 \cdot \left( \frac{2^{59} - 1}{1} \right) \] Nên: \[ C = 2^{60} - 2 \] **Bước 4: Tính \( 3A + 1 \), \( 2B + 1 \) và kiểm tra xem chúng có phải là số chính phương không.** - Tính \( 3A + 1 \): \[ 3A + 1 = 3\left(\frac{4^{50} - 1}{3}\right) + 1 = 4^{50} = (2^{100})^2 \] Vậy, \( 3A + 1 \) là số chính phương. - Tính \( 2B + 1 \): \[ 2B + 1 = 2\left(\frac{3^{100} - 1}{2}\right) + 1 = 3^{100} - 1 + 1 = 3^{100} = (3^{50})^2 \] Vậy, \( 2B + 1 \) là số chính phương. - Tính \( C \): \[ C = 2^{60} - 2 = 2^1(2^{59} - 1) \] Ta sẽ không thể khẳng định rằng \( C \) là số chính phương trong biểu thức này, vì \( 2^{59} - 1 \) không phải là số chính phương. Như vậy, \( 3A + 1 \) và \( 2B + 1 \) đều là số chính phương, trong khi đối với \( C \) không thể kết luận.