Ta có một bổ đề bất đẳng thức số học dùng để đánh giá bội chung nhỏ nhất như sau:
Với mọi số nguyên dương n tồn tại một số $c_n >0$ sao cho:
$lcm(m,m+1,m+2,..m+n)>c_nm(m+1)(m+2)..(m+n)$ (ký hiệu lcm, gcd lần lượt là bội chung nhỏ nhỏ và ước chung lớn nhất)
Chứng minh:
Ta có:
$lcm(m,m+1,m+2,..m+n)=lcm(lcm(m,m+1,..m+n-1),m+n)\\=\frac{lcm(m,m+1,..m+n-1)(m+n)}{gcd(lcm(m,m+1,..m+n-1),m+n)} \\ \ge \frac{lcm(m,m+1,..m+n-1)(m+n)}{gcd(m(m+1)(m+2)..(m+n-1),m+n)}\\ \geq \frac{lcm(m,m+1,..m+n-1)(m+n)}{n!}$
Bằng quy nạp ta chứng minh được:
$lcm(m,m+1,m+2,..m+n)\ge\frac{m(m+1)(m+2)..(m+n)}{n!(n-1)!..1!}$
Như vậy bổ đề được chứng minh.
Ta xét bài toán sau:
(USA MO 1995) Cho dãy số nguyên $(a_n)_{n \ge 0}$ thỏa mãn điều kiện sau:
i) $m-n | a_m -a_n$
ii) tồn tại đa thức f(x) sao cho |a_n| \le $f(n)$ với mọi $n \ge 0$
Chứng minh rằng tồn tại đa thức g(n) sao cho $g(n)=a_n$ với mọi $n \ge 0$
Lời giải:
Giả sử $P$ có bậc $d$. Đặt $Q$ là đa thức bậc cao nhất $d$ với $Q(x)=q_x$ cho $0\leq x\leq d$. Vì $q_x$ là những số nguyên, $Q$ là đa thức hệ số hữu tỉ và tồn tại $k$ để $kQ$ có hệ số nguyên. Vì thế $m-n|kQ(m)-kQ(n)$ với mọi $m,n\in \mathbb N_0$.
Ta sẽ chứng minh rằng $Q$ là đa thức cần tìm
Cho $x>n$ Ta có
$ kq_x \equiv kq_m\pmod{x-m}\text{với mọi }m\in[0,d]$
Vì $kQ(x)$ thỏa mãn điều kiện nên $kq_m=kQ(m)$,
$kq_x\equiv kQ(x)\pmod{x-m}\text{ với mọi }m\in [0,d] $
( lưu ý kQ(x) -kQ(m) chia hết x-m)
và vì thế
$ kq_x\equiv kQ(x)\pmod{\text{lcm}(x,x-1,\ldots, x-d)}. \;(1) $
Vì $P(x), Q(x)$ có bậc là $d$, Vì thế với $x$ đủ lớn ( $x>L$) Ta có $\left|Q(x)\pm\frac{x(x-1)\cdots (x-d)}{kd!(d-1)!\cdots 1!}\right|>P(x)$. Vì (1) $kq_x$ phải lớn hơn một bội của $\text{lcm}(x,x-1,\ldots, x-d)$ so với $kQ(x)$; vì thế $q_x$ phải lớn hơn một bội của $\frac{x(x-1)\cdots (x-d)}{kd!(d-1)!\cdots 1!}$ với $Q(x)$, với $x>L$ Ta phải có $q_x=Q(x)$.
Bây giờ với mọi $y$ ta có $kQ(y)\equiv kQ(x)\equiv kq_x \equiv kq_y\pmod{x-y}$ với $x>L$. Vì $x-y$ có thể lớn tùy ý nên ta phải có $Q(y)=q_y$, đpcm
Blog này tổng hợp các bài toán hay, các bài giảng chọn lọc về nhiều chủ đề: đại số, hình học, giải tích, số học và tổ hợp liên quan đến Toán Olympic và Toán thi ĐH.
Đăng ký:
Đăng Nhận xét (Atom)
Bất đẳng thức tuyển sinh lớp 10 chọn lọc
Trong bài viết này, tác giả giới thiệu một số bài BĐT nhẹ nhàng nhưng ý tưởng tương đối mới, mức độ phù hợp với đề thi tuyển sinh vào lớp...
-
I) Hàm phần nguyên: 1) Định nghĩa Phần nguyên của một số thực x là số nguyên lớn nhất không vượt quá x. Kí hiệu là [x]. 2) Tính chất...
-
Trong thế giới bất đẳng thức , ngoài những bất đẳng thức kinh điển và được áp dụng rất nhiều như bất đẳng thức AM – GM, bất đẳng thức Cauc...
-
1) $(F_n,F_{n+1})=1$ 2) Nếu $n |m $ thì $F_n |F_m$ Ta chỉ cần chứng minh tính chất sau: $F_{m+n}=F_{m-1}F_{n+1}+F_{m}.F_{n}$ Quy nạp th...
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét