1. Tìm x biết:
a) $(2x - 1)^4 = 16$
\[
(2x - 1)^4 = 16 \implies (2x - 1)^4 = 2^4 \implies 2x - 1 = 2 \text{ hoặc } 2x - 1 = -2
\]
\[
2x - 1 = 2 \implies 2x = 3 \implies x = \frac{3}{2}
\]
\[
2x - 1 = -2 \implies 2x = -1 \implies x = -\frac{1}{2}
\]
Vậy $x = \frac{3}{2}$ hoặc $x = -\frac{1}{2}$
b) $(4x - 1)^3 = -27$
\[
(4x - 1)^3 = -27 \implies (4x - 1)^3 = (-3)^3 \implies 4x - 1 = -3
\]
\[
4x - 1 = -3 \implies 4x = -2 \implies x = -\frac{1}{2}
\]
Vậy $x = -\frac{1}{2}$
2. Tìm x, y, z biết:
a) $(3x - 5)^{2024} + (y^2 - 1)^{2026} + (x - z)^{2025} = 0$
Vì $(3x - 5)^{2024} \geq 0$, $(y^2 - 1)^{2026} \geq 0$, $(x - z)^{2025} \geq 0$, nên để tổng bằng 0 thì mỗi số hạng phải bằng 0.
\[
3x - 5 = 0 \implies x = \frac{5}{3}
\]
\[
y^2 - 1 = 0 \implies y^2 = 1 \implies y = 1 \text{ hoặc } y = -1
\]
\[
x - z = 0 \implies z = x = \frac{5}{3}
\]
Vậy $x = \frac{5}{3}$, $y = 1$ hoặc $y = -1$, $z = \frac{5}{3}$
b) $\frac{x}{2} = \frac{y}{3} = \frac{z}{4}$ và $x^2 + y^2 + z^2 = 116$
Gọi $\frac{x}{2} = \frac{y}{3} = \frac{z}{4} = k$.
\[
x = 2k, \quad y = 3k, \quad z = 4k
\]
Thay vào phương trình:
\[
(2k)^2 + (3k)^2 + (4k)^2 = 116 \implies 4k^2 + 9k^2 + 16k^2 = 116 \implies 29k^2 = 116 \implies k^2 = 4 \implies k = 2 \text{ hoặc } k = -2
\]
Nếu $k = 2$:
\[
x = 4, \quad y = 6, \quad z = 8
\]
Nếu $k = -2$:
\[
x = -4, \quad y = -6, \quad z = -8
\]
Vậy $(x, y, z) = (4, 6, 8)$ hoặc $(x, y, z) = (-4, -6, -8)$
3. Chứng minh $5^{n+2} + 3^{n+2} - 3^n - 5^n \vdots 24$
Ta có:
\[
5^{n+2} + 3^{n+2} - 3^n - 5^n = 25 \cdot 5^n + 9 \cdot 3^n - 3^n - 5^n
\]
\[
= 24 \cdot 5^n + 8 \cdot 3^n
\]
Vì $24 \cdot 5^n$ và $8 \cdot 3^n$ đều chia hết cho 24, nên $5^{n+2} + 3^{n+2} - 3^n - 5^n \vdots 24$
4. Tìm $x, y \in \mathbb{N}$ biết $\frac{4}{x} + \frac{y}{3} = \frac{5}{6}$
Nhân cả hai vế với 6x:
\[
24 + 2xy = 5x \implies 2xy = 5x - 24
\]
\[
y = \frac{5x - 24}{2x}
\]
Để y là số tự nhiên thì $5x - 24$ phải chia hết cho $2x$. Kiểm tra các giá trị của x:
- Nếu $x = 3$: $y = \frac{15 - 24}{6} = -\frac{9}{6}$ (loại)
- Nếu $x = 4$: $y = \frac{20 - 24}{8} = -\frac{4}{8}$ (loại)
- Nếu $x = 6$: $y = \frac{30 - 24}{12} = \frac{6}{12} = \frac{1}{2}$ (loại)
- Nếu $x = 8$: $y = \frac{40 - 24}{16} = \frac{16}{16} = 1$ (thỏa mãn)
Vậy $x = 8$, $y = 1$
5. Tìm số nguyên tố p sao cho p + 6, p + 8, p + 12, p + 14 đều là các số nguyên tố
Ta thấy p phải là số lẻ vì nếu p là số chẵn thì p + 6, p + 8, p + 12, p + 14 sẽ là các số chẵn lớn hơn 2 và không thể là số nguyên tố.
Kiểm tra các số lẻ nhỏ:
- Nếu p = 3: 3 + 6 = 9 (không là số nguyên tố)
- Nếu p = 5: 5 + 6 = 11, 5 + 8 = 13, 5 + 12 = 17, 5 + 14 = 19 (đều là số nguyên tố)
Vậy p = 5
6. Chứng minh rằng $10^{2024} + 8 \vdots 72$
Ta có:
\[
10^{2024} + 8 = (10^2)^{1012} + 8 = 100^{1012} + 8
\]
Vì $100 \equiv 4 \pmod{72}$, nên:
\[
100^{1012} \equiv 4^{1012} \pmod{72}
\]
Ta thấy $4^3 = 64 \equiv -8 \pmod{72}$, nên:
\[
4^{1012} = (4^3)^{337} \cdot 4 \equiv (-8)^{337} \cdot 4 \equiv -8 \cdot 4 \equiv -32 \equiv 40 \pmod{72}
\]
Do đó:
\[
100^{1012} + 8 \equiv 40 + 8 \equiv 48 \equiv 0 \pmod{72}
\]
Vậy $10^{2024} + 8 \vdots 72$
7. Cho n là số tự nhiên lẻ không chia hết cho 3. Chứng minh rằng $A = n^2 - 1 \vdots 6$
Ta có:
\[
n^2 - 1 = (n - 1)(n + 1)
\]
Vì n là số lẻ, nên n - 1 và n + 1 là hai số chẵn liên tiếp, do đó tích của chúng chia hết cho 4.
Vì n không chia hết cho 3, nên trong ba số liên tiếp n - 1, n, n + 1 có đúng một số chia hết cho 3.
Do đó, tích $(n - 1)(n + 1)$ chia hết cho 3.
Vậy $(n - 1)(n + 1)$ chia hết cho cả 4 và 3, tức là chia hết cho 12.
Suy ra $n^2 - 1 \vdots 6$
8. Tìm x, y sao cho $\overline{x183y}$ chia cho 2, 5, 9 đều có dư là 1
Để $\overline{x183y}$ chia cho 2 và 5 có dư là 1, y phải là 1.
Thay y = 1 vào $\overline{x1831}$, ta có:
\[
\overline{x1831} = x \cdot 10000 + 1831
\]
Để $\overline{x1831}$ chia cho 9 có dư là 1, tổng các chữ số của nó phải chia cho 9 dư 1:
\[
x + 1 + 8 + 3 + 1 = x + 13
\]
Ta cần $x + 13 \equiv 1 \pmod{9} \implies x \equiv -12 \equiv 6 \pmod{9}$
Vậy x = 6.
Thay x = 6 vào, ta có $\overline{61831}$
9. Tìm số nguyên n sao cho $A = \frac{2n + 1}{n + 2}$ cũng là số nguyên
Ta có:
\[
A = \frac{2n + 1}{n + 2} = 2 - \frac{3}{n + 2}
\]
Để A là số nguyên, $\frac{3}{n + 2}$ phải là số nguyên, tức là n + 2 phải là ước của 3.
Các ước của 3 là ±1, ±3.
- Nếu n + 2 = 1: n = -1
- Nếu n + 2 = -1: n = -3
- Nếu n + 2 = 3: n = 1
- Nếu n + 2 = -3: n = -5
Vậy n = -1, -3, 1, -5
10. Cho $\Delta ABC$; tia phân giác $\widehat{B}$ và $\widehat{C}$ cắt nhau tại O. Qua O kẻ đường thẳng song song với BC cắt AB ở D; cắt AC ở E. Chứng minh $DE = DB + EC$
Ta có:
- $\widehat{ABO} = \widehat{CBO}$ (tia phân giác)
- $\widehat{ACO} = \widehat{BCO}$ (tia phân giác)
- $\widehat{BOD} = \widehat{BOC}$ (đồng vị)
- $\widehat{COE} = \widehat{BOC}$ (đồng vị)
- $\widehat{BOD} = \widehat{BOC} = \widehat{COE}$
Do đó, $\Delta BOD$ và $\Delta COE$ là tam giác cân, suy ra $BD = DO$ và $CE = EO$.
Vì $DE = DO + OE$, nên $DE = BD + CE$
11. Cho $\Delta ABC$ vuông tại A có $\widehat{B} = 60^\circ$. Rẽ tia $Cx \perp BC$. Trên Cx lấy đoạn CE = CA (CE, CA cùng một phía đối với BC). Kéo dài CB lấy F sao cho $BF = BA$. Chứng minh:
a) $\Delta ACE$ đều
- $\widehat{CAE} = 90^\circ - 60^\circ = 30^\circ$
- $\widehat{ACE} = 90^\circ - 30^\circ = 60^\circ$
- $\widehat{AEC} = 180^\circ - 30^\circ - 60^\circ = 90^\circ$
- Vì CE = CA, nên $\Delta ACE$ đều
b) E, A, F thẳng hàng
- $\widehat{BAF} = 180^\circ - 60^\circ = 120^\circ$
- $\widehat{CAF} = 180^\circ - 120^\circ = 60^\circ$
- $\widehat{CAE} = 60^\circ$
- Vì $\widehat{CAF} + \widehat{CAE} = 60^\circ + 60^\circ = 120^\circ$, nên E, A, F thẳng hàng