Math Labs

Bài 4

Một tập hợp các số nguyên dương được gọi là thơm nếu nó chứa ít nhất hai phần tử và mỗi phần tử của nó có chung một ước nguyên tố với ít nhất một phần tử khác. Đặt P(n)=n2+n+1P(n)=n^2+n+1. Hỏi giá trị nhỏ nhất có thể của một số nguyên dương bb là bao nhiêu, sao cho tồn tại một số nguyên không âm aa để tập hợp {P(a+1),P(a+2),…,P(a+b)}\{P(a+1),P(a+2),\dots,P(a+b)\} là thơm?
Bước 1 trên 5: Bốn chặn chặt từ thuật toán Euclid
Hiểu nôm na

Vì P(n+d)−P(n)P(n+d)-P(n) là một đa thức đơn giản theo nn và dd, việc áp dụng thuật toán Euclid cho P(n)P(n) và hiệu này sẽ xác định ước chung lớn nhất chỉ là một ước cố định nhỏ phụ thuộc vào dd.

gcd⁡(P(n),P(n+1))=1,  gcd⁡(P(n),P(n+2))∣7,  gcd⁡(P(n),P(n+3))∣3,  gcd⁡(P(n),P(n+4))∣19\gcd(P(n),P(n{+}1))=1,\ \ \gcd(P(n),P(n{+}2))\mid7,\ \ \gcd(P(n),P(n{+}3))\mid3,\ \ \gcd(P(n),P(n{+}4))\mid19
Phân tích chi tiết

Vì P(n)=n2+n+1P(n)=n^2+n+1, ta tính được P(n+d)−P(n)=d(2n+d+1)P(n+d)-P(n)=d(2n+d+1) với mỗi khoảng cách dd. Áp dụng thuật toán Euclid (khử nn nhờ P(n)≡0P(n)\equiv0) cho thấy gcd⁡(P(n),P(n+1))=1\gcd(P(n),P(n+1))=1, gcd⁡(P(n),P(n+2))∣7\gcd(P(n),P(n+2))\mid7, gcd⁡(P(n),P(n+3))∣3\gcd(P(n),P(n+3))\mid3, và gcd⁡(P(n),P(n+4))∣19\gcd(P(n),P(n+4))\mid19, với mọi số nguyên nn.