A. Đúng vì \( x^2 > 0 \) với mọi \( x \neq 0 \). Tuy nhiên, nếu \( x = 0 \), thì \( x^2 = 0 \), do đó phát biểu này sai.
B. Sai vì không phải tất cả các số tự nhiên đều chia hết cho 3. Ví dụ, \( x = 1 \) không chia hết cho 3.
C. Sai vì \( -x^2 < 0 \) chỉ đúng khi \( x \neq 0 \). Nếu \( x = 0 \), thì \( -x^2 = 0 \), do đó phát biểu này sai.
D. Đúng vì tồn tại ít nhất một số thực \( x \) sao cho \( x > x^2 \). Ví dụ, \( x = 0.5 \) thỏa mãn \( 0.5 > 0.25 \).
Vậy đáp án đúng là D.
Câu 13:
Ta sẽ kiểm tra từng mệnh đề một cách chi tiết:
Mệnh đề A: $\forall n \in \mathbb{N},~n^2 + 1$ không chia hết cho 3.
- Xét các trường hợp của $n$ theo modulo 3:
- Nếu $n \equiv 0 \pmod{3}$, thì $n^2 \equiv 0 \pmod{3}$, suy ra $n^2 + 1 \equiv 1 \pmod{3}$.
- Nếu $n \equiv 1 \pmod{3}$, thì $n^2 \equiv 1 \pmod{3}$, suy ra $n^2 + 1 \equiv 2 \pmod{3}$.
- Nếu $n \equiv 2 \pmod{3}$, thì $n^2 \equiv 4 \equiv 1 \pmod{3}$, suy ra $n^2 + 1 \equiv 2 \pmod{3}$.
Như vậy, trong mọi trường hợp, $n^2 + 1$ không chia hết cho 3. Mệnh đề A đúng.
Mệnh đề B: $\forall x \in \mathbb{R}, |x| < 3 \Leftrightarrow x < 3$.
- Điều này không đúng vì $|x| < 3$ có nghĩa là $-3 < x < 3$. Do đó, $x < 3$ không đủ để suy ra $|x| < 3$ (ví dụ, nếu $x = -4$, thì $x < 3$ nhưng $|x| = 4 > 3$).
Mệnh đề B sai.
Mệnh đề C: $\forall x \in \mathbb{R}, (x - 1)^2 \ne x - 1$.
- Ta có $(x - 1)^2 = x^2 - 2x + 1$.
- So sánh với $x - 1$, ta thấy rằng $(x - 1)^2 = x - 1$ khi $x^2 - 2x + 1 = x - 1$, tức là $x^2 - 3x + 2 = 0$.
- Giải phương trình $x^2 - 3x + 2 = 0$, ta được $x = 1$ hoặc $x = 2$.
Do đó, tồn tại $x$ sao cho $(x - 1)^2 = x - 1$. Mệnh đề C sai.
Mệnh đề D: $\exists n \in \mathbb{N}, n^2 + 1$ chia hết cho 4.
- Xét các trường hợp của $n$ theo modulo 4:
- Nếu $n \equiv 0 \pmod{4}$, thì $n^2 \equiv 0 \pmod{4}$, suy ra $n^2 + 1 \equiv 1 \pmod{4}$.
- Nếu $n \equiv 1 \pmod{4}$, thì $n^2 \equiv 1 \pmod{4}$, suy ra $n^2 + 1 \equiv 2 \pmod{4}$.
- Nếu $n \equiv 2 \pmod{4}$, thì $n^2 \equiv 4 \equiv 0 \pmod{4}$, suy ra $n^2 + 1 \equiv 1 \pmod{4}$.
- Nếu $n \equiv 3 \pmod{4}$, thì $n^2 \equiv 9 \equiv 1 \pmod{4}$, suy ra $n^2 + 1 \equiv 2 \pmod{4}$.
Như vậy, trong mọi trường hợp, $n^2 + 1$ không chia hết cho 4. Mệnh đề D sai.
Kết luận: Mệnh đề đúng là A.
Câu 14:
Ta sẽ kiểm tra từng mệnh đề một cách chi tiết:
A. \( \forall n,~n(n+1) \) là số chính phương.
- Xét \( n = 1 \):
\( 1(1+1) = 2 \), 2 không phải là số chính phương.
- Vậy mệnh đề A sai.
B. \( \forall n,~n(n+1) \) là số lẻ.
- Xét \( n = 1 \):
\( 1(1+1) = 2 \), 2 là số chẵn.
- Vậy mệnh đề B sai.
C. \( \exists n,~n(n+1)(n+2) \) là số lẻ.
- Ta thấy trong ba số liên tiếp \( n, n+1, n+2 \), luôn có ít nhất một số chẵn.
- Do đó, tích của ba số liên tiếp luôn chia hết cho 2, tức là luôn là số chẵn.
- Vậy mệnh đề C sai.
D. \( \forall n,~n(n+1)(n+2) \) là số chia hết cho 6.
- Trong ba số liên tiếp \( n, n+1, n+2 \), luôn có ít nhất một số chẵn và một số chia hết cho 3.
- Do đó, tích của ba số liên tiếp luôn chia hết cho 2 và 3, tức là luôn chia hết cho 6.
- Vậy mệnh đề D đúng.
Kết luận: Mệnh đề đúng là D.
Câu 15:
Ta sẽ kiểm tra từng mệnh đề một cách chi tiết:
A. \( \forall n \in \mathbb{N}^,~n^2 - 1 \) là bội số của 3.
Xét \( n \) chia hết cho 3:
- Nếu \( n \equiv 0 \pmod{3} \), thì \( n^2 \equiv 0 \pmod{3} \) và \( n^2 - 1 \equiv -1 \pmod{3} \). Điều này không thỏa mãn.
Xét \( n \) chia dư 1 cho 3:
- Nếu \( n \equiv 1 \pmod{3} \), thì \( n^2 \equiv 1 \pmod{3} \) và \( n^2 - 1 \equiv 0 \pmod{3} \). Điều này thỏa mãn.
Xét \( n \) chia dư 2 cho 3:
- Nếu \( n \equiv 2 \pmod{3} \), thì \( n^2 \equiv 4 \pmod{3} \equiv 1 \pmod{3} \) và \( n^2 - 1 \equiv 0 \pmod{3} \). Điều này thỏa mãn.
Như vậy, \( n^2 - 1 \) là bội số của 3 khi \( n \equiv 1 \pmod{3} \) hoặc \( n \equiv 2 \pmod{3} \). Tuy nhiên, không phải tất cả các \( n \in \mathbb{N}^ \) đều thỏa mãn điều này. Do đó, mệnh đề A sai.
B. \( \exists x \in \mathbb{Q},~x^2 = 3 \).
Giả sử tồn tại \( x \in \mathbb{Q} \) sao cho \( x^2 = 3 \). Ta có thể viết \( x = \frac{p}{q} \) với \( p, q \in \mathbb{Z} \) và \( q \neq 0 \), \( \gcd(p, q) = 1 \).
Do đó:
\[ \left( \frac{p}{q} \right)^2 = 3 \]
\[ \frac{p^2}{q^2} = 3 \]
\[ p^2 = 3q^2 \]
Điều này có nghĩa là \( p^2 \) chia hết cho 3, suy ra \( p \) cũng chia hết cho 3. Đặt \( p = 3k \) với \( k \in \mathbb{Z} \).
Thay vào ta có:
\[ (3k)^2 = 3q^2 \]
\[ 9k^2 = 3q^2 \]
\[ 3k^2 = q^2 \]
Điều này có nghĩa là \( q^2 \) chia hết cho 3, suy ra \( q \) cũng chia hết cho 3. Điều này mâu thuẫn với giả thiết \( \gcd(p, q) = 1 \).
Do đó, không tồn tại \( x \in \mathbb{Q} \) sao cho \( x^2 = 3 \). Mệnh đề B sai.
C. \( \forall n \in \mathbb{N},~2^n + 1 \) là số nguyên tố.
Kiểm tra vài giá trị cụ thể:
- Khi \( n = 0 \): \( 2^0 + 1 = 2 \) (số nguyên tố)
- Khi \( n = 1 \): \( 2^1 + 1 = 3 \) (số nguyên tố)
- Khi \( n = 2 \): \( 2^2 + 1 = 5 \) (số nguyên tố)
- Khi \( n = 3 \): \( 2^3 + 1 = 9 \) (không phải số nguyên tố)
Do đó, mệnh đề C sai.
D. \( \exists n \in \mathbb{N},~2^n \geq n + 2 \).
Kiểm tra vài giá trị cụ thể:
- Khi \( n = 0 \): \( 2^0 = 1 \) và \( 0 + 2 = 2 \) (không thỏa mãn)
- Khi \( n = 1 \): \( 2^1 = 2 \) và \( 1 + 2 = 3 \) (không thỏa mãn)
- Khi \( n = 2 \): \( 2^2 = 4 \) và \( 2 + 2 = 4 \) (thỏa mãn)
Do đó, tồn tại \( n = 2 \) sao cho \( 2^n \geq n + 2 \). Mệnh đề D đúng.
Vậy đáp án đúng là: \( \boxed{D} \).