Bài 13. Tìm tất cả các số nguyên tố p sao cho p2 + 59 có đúng 6 ước nguyên dương.
Quảng cáo
2 câu trả lời 35
p = 2 và p = 3 là tất cả các số nguyên tố thỏa mãn yêu cầu bài toán.
Lời giải chi tiết
Đặt $n = p^2 + 59$. Ta cần tìm các số nguyên tố $p$ sao cho số ước nguyên dương của $n$ (ký hiệu là $d(n)$) bằng 6.
Trường hợp 1: Xét các số nguyên tố nhỏ ($p \le 3$)
Với $p = 2$:
$n = 2^2 + 59 = 63 = 3^2 \times 7^1$.
Số ước nguyên dương của $63$ là: $d(63) = (2 + 1)(1 + 1) = 6$ (Thỏa mãn).
Với $p = 3$:
$n = 3^2 + 59 = 68 = 2^2 \times 17^1$.
Số ước nguyên dương của $68$ là: $d(68) = (2 + 1)(1 + 1) = 6$ (Thỏa mãn).
Trường hợp 2: Xét các số nguyên tố lớn hơn 3 ($p > 3$)
Vì $p$ là số nguyên tố lớn hơn 3 nên $p$ là số lẻ và không chia hết cho 3.
Xét tính chất chia hết cho 8:
Do $p$ lẻ nên $p^2 \equiv 1 \pmod 8$.
$\Rightarrow n = p^2 + 59 \equiv 1 + 59 = 60 \equiv 4 \pmod 8$.
Điều này chứng tỏ $n$ chia hết cho $4$ nhưng không chia hết cho $8$. Hay thừa số nguyên tố $2$ trong phân tích của $n$ có số mũ đúng bằng 2.
Xét tính chất chia hết cho 3:
Do $p$ không chia hết cho 3 nên $p^2 \equiv 1 \pmod 3$.
$\Rightarrow n = p^2 + 59 \equiv 1 + 59 = 60 \equiv 0 \pmod 3$.
Điều này chứng tỏ $n$ luôn chia hết cho 3.
Từ hai điều trên, ta có thể phân tích biểu thức $n$ dưới dạng thừa số nguyên tố như sau:
(Trong đó $k \ge 1$ và $m$ là số nguyên dương không chia hết cho cả 2 và 3).
Khi đó, số ước nguyên dương của $n$ là:
Theo đề bài, ta có $d(n) = 6$:
Vì $k \ge 1 \implies k + 1 \ge 2$ và $d(m) \ge 1$, phương trình trên chỉ có một nghiệm duy nhất:
Suy ra $n = 2^2 \times 3^1 \times 1 = 12$.
Tuy nhiên, vì $p \ge 5$ nên $n = p^2 + 59 \ge 5^2 + 59 = 84$, mâu thuẫn với $n = 12$.
Do đó, không có số nguyên tố $p > 3$ nào thỏa mãn.
Kết luận
Các số nguyên tố cần tìm là $p \in \{2; 3\}$.
Nếu bạn muốn tiếp tục giải các bài toán khác trong đề hoặc cần làm rõ phần nào trong lời giải này, hãy chia sẻ nhé!
Quảng cáo
Bạn cần hỏi gì?
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
Đã trả lời bởi chuyên gia
106715 -
Hỏi từ APP VIETJACK71451
-
Đã trả lời bởi chuyên gia
59536 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
52254 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
49595 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
40663 -
38978
