Math Labs

Bài 5

Cho a1,a2,…a_1,a_2,\ldots là một dãy vô hạn các số nguyên dương. Giả sử tồn tại số nguyên N>1N>1 sao cho, với mọi n≥Nn\ge N, số a1a2+a2a3+⋯+an−1an+ana1\frac{a_1}{a_2}+\frac{a_2}{a_3}+\cdots+\frac{a_{n-1}}{a_n}+\frac{a_n}{a_1} là một số nguyên. Chứng minh rằng tồn tại số nguyên dương MM sao cho am=am+1a_m=a_{m+1} với mọi m≥Mm\ge M.
Bước 1 trên 8: Lấy hiệu liên tiếp
Hiểu nôm na

Hai tổng chu kỳ dài chỉ khác nhau ở ba hạng tử.

Sn=∑i=1n−1aiai+1+ana1S_n=\sum_{i=1}^{n-1}\frac{a_i}{a_{i+1}}+\frac{a_n}{a_1}
Phân tích chi tiết

Với n>Nn>N, cả SnS_n và Sn+1S_{n+1} đều nguyên. Hiệu của chúng là Tn=Sn+1−Sn=an+1a1−ana1+anan+1T_n=S_{n+1}-S_n=\frac{a_{n+1}}{a_1}-\frac{a_n}{a_1}+\frac{a_n}{a_{n+1}}, do đó Tn∈ZT_n\in\mathbb Z.