Bài 1 :
$$2^{m!} + 6^n = 10^n \ \ (1)$$
Ta có : $6^n \equiv 6(mod 10); 10^n$ chia hết cho 10
\Rightarrow $2^{m!} \equiv 4(mod 10)$
Nếu $ m \ge 4$ thì $m! = 4a$ \Rightarrow $2^{m!} = 16^a$
mà $16 \equiv 6 (mod 10) \to 2^{m!} \equiv 6 (mod 10) $ ( Trái với giả thiết - loại )
\Rightarrow $m \le 3 \to m! \in \left\{1;2;6\right\} $ (*)
Mặt khác : $2^{m!} + 6^n = 10^n$ \Leftrightarrow $2^{m!} = 10^n - 6^n$ \Leftrightarrow $2^{m!} = (5^n - 3^n)(5^n + 3^n)$
Vì n nguyên dương nên $5^n - 3^n \ge 2; 5^n + 3^n \ge 8$
\Rightarrow $2^{m!} = (5^n - 3^n)(5^n + 3^n) \ge 16$
\Rightarrow $m! \ge 4 $ (*)(*)
Từ (*) và (*)(*) ta có : m! = 6 \Rightarrow m = 3
Do đó : $64 = (5^n - 3^n)(5^n + 3^n) $
mà $5^n - 3^n \ge 2$ ( n nguyên dương ) \Rightarrow $5^n + 3^n \le 32$
\Rightarrow $5^n < 32 \to 5^n = 5;25$ ( vì n nguyên dương )
\Rightarrow $n=1;2$
- Nếu n=1, ta có : (1) \Leftrightarrow $64 + 6 = 10$ ( vô lí - loại ).
- Nếu n=2, ta có : (1) \Leftrightarrow $64 + 36 = 100$ ( đúng - nhận).
Vậy cặp nghiệm nguyên dương (m;n) của phương trình là (3;2).
Bài 2 :
a) Ta có : $a^3 + 11a - 6a^2 - 6 = a^2(a-1) -5a(a-1) + 6(a-1) = (a-1)(a^2 - 5a + 6) = (a-1)(a-2)(a-3)$
Với a nguyên thì a-1;a-2;a-3 là 3 số nguyên liên tiếp.
\Rightarrow (a-1)(a-2)(a-3) chia hết cho 3. (*)
mà (a-1)(a-2) chia hết cho 2 ( vì là tích của 2 số nguyên liên tiếp ) \Rightarrow (a-1)(a-2)(a-3) chia hết cho 2 . (*)(*)
Lại có : UCLN(2;3) = 1 (*)(*)(*)
Từ (*),(*)(*),(*)(*)(*) ta có : (a-1)(a-2)(a-3) chia hết cho 6 \Rightarrow $a^3 + 11a - 6a^2 - 6$ chia hết cho 6.
Vậy $a^3 + 11a - 6a^2 - 6$ chia hết cho 6 với a nguyên.
b) Gọi 3 số nguyên liên tiếp là a;a+1;a-1.
Ta có : $(a-1)^3 + a^3 + (a+1)^3 = 3a^3 + 6a = 3a(a^2 - 1) + 9a = 3a(a-1)(a+1) + 9a$
Vì a;a-1;a+1 là 3 số nguyên liên tiếp nên theo phần a) ta có :
a(a-1)(a+1) chia hết cho 3 \Rightarrow 3a(a-1)(a+1) chia hết cho 9.
Mà 9a chia hết cho 9 ( vì a nguyên ).
\Rightarrow 3a(a-1)(a+1) + 9a chia hết cho 9.
\Rightarrow $(a-1)^3 + a^3 + (a+1)^3$ chia hết cho 9.
Vậy tổng lập phương của 3 số nguyên liên tiếp chia hết cho 9.
Bài 4 :
a) Ta có : P(-1) = 0; P(x) - P(x-1) = x(x+1)(2x+1).
\Rightarrow P(0) - P(-1) = 0 \Rightarrow P(0) = 0.
Tương tự : P(1) = 6; P(2) = 36; P(-2)=0.
Đặt P(x) = e + d(x+2) + c(x+2)(x+1) + bx(x+1)(x+2) + a(x-1)x(x+1)(x+2).
- Với x=-2, ta có : P(-2) = e; mà P(-2) = 0 \Rightarrow e=0.
- Với x= -1, ta có : P(-1) = e + d = 0; mà P(-1) = 0 và e=0 \Rightarrow d=0.
Tương tự :
- Với x=0 \Rightarrow c=0.
- Với x=1 \Rightarrow P(1) = 6b = 6 \Rightarrow b=1.
- Với x=2 \Rightarrow P(2) = 24b + 24a = 24 + 24a = 36 \Rightarrow 24a = 36 \Rightarrow a=0,5.
\Rightarrow $P(x) = x(x+1)(x+2) + 0,5(x-1)x(x+1)(x+2)= 0,5x(x+1)^2(x+2)$
Vậy $P(x) = 0,5x(x+1)^2(x+2)$
b) Ta có : $P(x) - P(x-1) = x(x+1)(2x+1)$
\Rightarrow $P(1) - P(0) = 1,2,3 \\ P(2)-P(1) = 2.3.5 \\ ... \\ P(n) - P(n-1) = n(n+1)(2n+1)$
\Rightarrow $1.2.3 + 2.3.5 + ... + n(n+1)(2n+1) = P(n) - P(n-1) + P(n-1) - P(n-2) + ... + P(2) - P(1) + ( P(1) - P(0) = P(n) - P(0)$
Mà P(0) = 0 ( câu a )
\Rightarrow $1.2.3 + 2.3.5 + ... + n(n+1)(2n+1) = P(n) = 0,5n(n+1)^2(n+2)$
Vậy $F=0,5n(n+1)^2(n+2)$
Bài 3 : Hình em gửi sau vì nhà mất mạng nên em phải gửi nhờ nhà bác mà k mở được file hình.
Qua C vẽ đường thẳng song song với AB, cắt AH và BM lần lượt tại E và F. AH,CD,BM cắt nhau tại O.
Xét tam giác CHE và BHA có :
Góc CHE = góc BHA ( 2 góc đối đỉnh )
Góc HCE = góc HBA ( 2 góc so le trong, CE // AB)
\Rightarrow tam giác CHE đồng dạng với tam giác BHA
\Rightarrow $\dfrac{CH}{BH} = \dfrac{CE}{AB}$
Tương tự, ta có :
$\dfrac{AM}{CM} = \dfrac{AB}{CF}$
$\dfrac{BD}{CF} = \dfrac{DO}{OC} = \dfrac{AD}{CE}$ \Rightarrow $\dfrac{BD}{AD} = \dfrac{CF}{CE} $
\Rightarrow $\dfrac{CH}{BH}.\dfrac{BD}{AD}. \dfrac{AM}{CM} = \dfrac{CE}{AB} . \dfrac{AB}{CF} . \dfrac{CF }{CE} = 1$
Mặt khác : AM=CM ( BM là đường trung tuyến của tam giác ABC).
\Rightarrow $\dfrac{AM}{CM} = 1 \to \dfrac{CH}{BH}.\dfrac{BD}{AD} = 1 (1)$
Xét tam giác ACH và tam giác ABC có :
Góc ACH chung
Góc AHC = góc BAC
\Rightarrow tam giác ACH đồng dạng với tam giác BCA.
\Rightarrow $\dfrac{AC}{BC} = \dfrac{CH}{AC} \to AC^2 = BC.CH (2)$
Xét tam giác ABC có CD là đường phân giác :
\Rightarrow $ \dfrac{BD}{AD} = \dfrac{BC}{AC} (3)$
Thay (2),(3) vào (1) ta được : $\dfrac{CH}{BH}.\dfrac{BC}{AC} = \dfrac{CH.BC}{BH.AC} = \dfrac{AC^2}{BH.AC} = \dfrac{AC}{BH} = 1$
\Rightarrow AC = BH (đpcm)
*Câu hỏi phụ :
Chim cánh cụt sống ở Nam Cực. Gấu Bắc Cực muốn bắt được chim cánh cụt phải đi qua xích đạo tức ở trong khu vực Nhiệt đới. Dù đi với vận tốc nhanh nhất, nó phải sống trong khu vực Nhiệt đới vài năm nếu muốn đến Nam Cực. Mà gấu Bắc Cực không thể sống ở đó vì nó không có thức ăn. Do đó nó không thể đến được Nam Cực . Và vì thế gấu Bắc Cực không thể bắt được chim cánh cụt.