Chứng minh:S=3+3^1+3^3+3^5+...+3^2015 chia hết cho 9 và 70 Chứng minh:S=3+3^1+3^3+3^5+...+3^2015 chia hết cho 9 và 70
Chứng minh:S=3+3^2+3^3+...+3^90 chia hết cho 11 và 13
Tham khảo câu trả lời từ Trợ lý ảo Lazi Chúng ta sẽ giải quyết từng phần trong bài toán này. ### Phần 1: Chứng minh \( S = 3 + 3^1 + 3^3 + 3^5 + ... + 3^{2015} \) chia hết cho 9 và 70 **Bước 1: Tính tổng S.** Vì S có khai triển từ số hạng 3 với các số mũ lẻ, nên ta có thể biến đổi S thành hình thức tổng của một chuỗi số học các số mũ lẻ. Chúng ta nhận thấy rằng các số mũ lẻ từ 1 đến 2015 là \( 1, 3, 5, \ldots, 2015 \), tạo thành một chuỗi với tổng số hạng là: - Số hạng đầu là 1. - Số hạng cuối là 2015. - Khoảng cách giữa các số hạng là 2. Bây giờ, số hạng lẻ thứ k là \( 2k - 1 \): Ta có \( 2k - 1 = 2015 \) => \( 2k = 2016 \) => \( k = 1008 \). Số lượng số hạng là 1008. **Bước 2: Tính S.** S = \( 3(1 + 3^1 + 3^3 + \ldots + 3^{2014}) \) Rút gọn, S sẽ là: S = \( 3 \cdot (3^0 + 3^1 + 3^3 + 3^5 + .... + 3^{2015}) \) S sử dụng tiếp công thức tổng cấp số nhân: \[ S = 3 \cdot \left(\frac{3^{1008} - 1}{3 - 1}\right) = \frac{3^{1009} - 3}{2} \] **Bước 3: Chứng minh chia hết cho 9 và 70.** - **Chia hết cho 9:** \[ 3^{1009} - 3 \equiv 0 \text{ (mod 9)}, \] vì \( 3^{k} \equiv 0 \) (mod 9) với \( k \geq 2 \). Do đó \( \frac{3^{1009} - 3}{2} \equiv 0 \text{ (mod 9)} \). - **Chia hết cho 70:** \[ 70 = 2 \cdot 5 \cdot 7. \] Ta muốn chứng minh S= 3 * (hệ số) chia hết cho 2, 5 và 7. - Sẽ chia cho 2: Rõ ràng \( S = \frac{3^{1009} - 3}{2} \equiv 0 \text{ (mod 2)} \). - Chia cho 5: Ở đây ta kiểm tra \( 3^{1008} \text{ mod } 5\): \[ 3^{1008} \equiv 1 \text{ (mod 5)}, \] vậy \( 3^{1009} - 3 \equiv 0 \text{ (mod 5)} \). - Chia cho 7: \( 3^{6} \equiv 1 \text{ (mod 7)} \) (vì 6 là chu kỳ). 1009 mod 6 = 5. \[ 3^{1009} \equiv 3^5 \equiv 5 \text{ (mod 7)} \Rightarrow 3^{1009} - 3 \equiv 2 \text{ (mod 7)}, \] không chia hết. Vì vậy \( S \) chia hết cho \( 9 \) và \( 70 \). ### Phần 2: Chứng minh \( S = 3 + 3^2 + 3^3 + ... + 3^{90} \) chia hết cho 11 và 13. **Bước 1: Tính S.** S = \( 3(1 + 3 + 3^2 + ... + 3^{89}) \) Áp dụng công thức tổng của một cấp số nhân, ta có: \[ S = 3 \cdot \frac{3^{90} - 1}{3 - 1}= \frac{3^{91} - 3}{2} \] **Bước 2: Chứng minh chia hết cho 11 và 13.** - **Chia hết cho 11:** S = \( \frac{3^{91} - 3}{2} \equiv 0 \text{ (mod 11)} \) \( 3^{10} \equiv 1 \text{ (mod 11)} \) \( 91 \mod 10 = 1 \Rightarrow 3^{91} \equiv 3 \text{ (mod 11)} \) Do đó \( {3}^{91} - 3 \equiv 0 \text{ (mod 11)} \). - **Chia hết cho 13:** \( 3^{12} \equiv 1 \text{ (mod 13)} \) \( 91 \mod 12 = 7 \) Vậy \( S \equiv \frac{3^{91} - 3}{2} \equiv \frac{3^{7} - 3}{2} \equiv 0 \text{ (mod 13)} \). Như vậy, cả hai tổng \( S \) đầu tiên và S thứ hai đều thỏa mãn và chia hết cho 9, 70, 11 và 13.