MathLabs

Bài 6

Cho a1,a2,a3,…a_1,a_2,a_3,\ldots là một dãy vô hạn các số nguyên dương lớn hơn 11. Giả sử với mọi số nguyên dương nn, số an+1a_{n+1} là số nguyên dương nhỏ nhất lớn hơn ana_n sao cho gcd⁡(an+1,ai)>1\gcd(a_{n+1},a_i)>1 với mọi i=1,2,…,ni=1,2,\ldots,n. Chứng minh rằng tồn tại các số nguyên dương TT và LL sao cho an+T=an+La_{n+T}=a_n+L với mọi số nguyên dương nn.
Bước 1 trên 3: Quy điều kiện gcd về các số hạng ≼-cực tiểu
am⪯an :⟺ m≤n and rad⁡(am)∣rad⁡(an)a_m\preceq a_n\ :\Longleftrightarrow\ m\le n\ \text{and}\ \operatorname{rad}(a_m)\mid\operatorname{rad}(a_n)
Phân tích chi tiết

Với số nguyên dương xx, ký hiệu rad⁡(x)\operatorname{rad}(x) là tích các ước nguyên tố phân biệt của xx. Theo định nghĩa tham lam của dãy, một số nguyên x≥a1x\ge a_1 xuất hiện trong dãy khi và chỉ khi gcd⁡(x,ai)>1\gcd(x,a_i)>1 với mọi ii có ai<xa_i<x. Định nghĩa thứ tự bộ phận trên dãy bởi am⪯ana_m\preceq a_n khi m≤nm\le n và rad⁡(am)∣rad⁡(an)\operatorname{rad}(a_m)\mid\operatorname{rad}(a_n). Mỗi khi am⪯aia_m\preceq a_i, mọi ước nguyên tố của gcd⁡(x,am)\gcd(x,a_m) cũng chia hết aia_i, nên gcd⁡(x,am)>1\gcd(x,a_m)>1 tự động kéo theo gcd⁡(x,ai)>1\gcd(x,a_i)>1. Do đó x≥a1x\ge a_1 xuất hiện trong dãy khi và chỉ khi gcd⁡(x,ai)>1\gcd(x,a_i)>1 với mọi số hạng ⪯\preceq-cực tiểu ai<xa_i<x.