xin được phân tích và giải bài tóan số 1:
Khi nhìn số 2015, chắc nhiều bạn cũng đóan nhận được là có thể giải bài tóan trong trường hợp tổng quát. Vì vậy khi nếu chúng ta xử lý được bài tóan tổng quát thì sẽ xử lý được với bất kỳ con số nào, có thể là 2015,2016,...
Bài tóan tổng quát:
Chứng minh tồn tại vô hạn số tự nhiên của dãy FIbonacci chia hết cho $n$
Xét các cặp số dư khi chia 2 số hạng liên tiếp trong dãy Fibonacci theo modulo $n$ $(F_0,F_1);(F_1,F_2);...;$
Vì dãy Fibonacci là vô hạn mà chỉ có $n^2$ khả năng cho mỗi cặp số dư theo modulo $n$ nên tồn tại $(F_i,F_{i+1})$ sao cho $F_i\equiv F_{i+m};F_{i+1}\equiv F_{i+m+1}$ ( mod $n$ ) với $m\in \mathbb{Z^+}$
Xét $i> 1$ ta có: $F_{i-1}=F_{i+1}-F_i\equiv F_{i+m+1}-F_{i+m}=F_{i+m-1}$ ( mod $n$ )
Quá trình cứ tiếp diễn dẫn đến $F_j\equiv F_{j+m}$ ( mod $n$ ) $\forall j\geq 0$
Suy ra $0\equiv F_0\equiv F_m\equiv ...$ ( mod $n$ ), tức là có vô hạn các số $F_{km}$ thỏa mãn yêu cầu bài tóan
DPCM
Sau bài toán này em liên hệ được điều gì?
Về cơ bản là nhờ $F_0=0$ nên bài toán đúng với mọi $n$. Nhưng đâu chỉ dãy dirichlet mới có $F_0$ bằng 0. Kết hợp với đl 2 ở trên có thể suy ra nếu mà $u_0=0$ với mọi dãy số truy hồi $u_n$ thì dãy tồn tại vô số số chia hết cho $n$. Nhưng $u_0$ nó rõ ràng quá giả dụ ta cho $u_1=-2,u_2=5,u_3=4$ sau đấy thiết lập một công thức truy hồi $u_{n+3}=au_{n+2}+bu_{n+1}+cu_n$ ta thiết kế $a,b,c$ sao cho tính toán một chút được $u_5=0$ chẳng hạn, như vậy ta sẽ thu được một bài toán cho $u_1=-2,u_2=5,u_3=4$ và $u_{n+3}=au_{n+2}+bu_{n+1}+cu_n$ cmr có vô hạn số hạng của dãy chia hết cho $n$ hoặc người ta muốn đánh lạc hướng hơn tí thì bảo là chia hết cho mọi số nguyên tố $p$. Muốn nó lắt léo hơn một chút thì thông thường chúng ta quan niệm một cách đơn thuần một dãy số $u_n$ thường bắt đầu từ $u_0$ hoặc $u_1$ rồi đi dần lên, nhưng khái niệm "tuần hoàn số dư" làm ta nghĩ đến dãy số này như một vòng tròn nó sẽ quay đêu và lặp lại, mà vòng tròn k có điểm bắt đầu, thế thì trước $u_0$ vẫn có thể có $u_{-1},u_{-2}$ chẳng sao cả. Vậy giờ ta tìm $a,b,c$ sao cho nếu mà tính ngược về $u_{-2}=0$ chẳng hạn thì lại ra một bài toán mới!
Muốn màu mè thêm một chút thì bài này ta dễ dàng thấy $u_n$ là số nguyên thì giờ thêm hệ số vào $t.u_{n+3}=au_{n+2}+bu_{n+1}+cu_n$ thiết kế các hệ số sao cho dãy này lúc nào cũng nguyên thế là lại ra một bài toán mới!
Hoặc đặt ra giả dụ một dãy dạng $u_{n+1}=au_n+bu_{n-1}^2$ chẳng hạn thì nó có tuần hoàn số dư không?.....Chẳng bao giờ thiếu cách để đặt ra vấn đề.
Có quá nhiều cách để phát triển lên từ một ý tưởng ta cảm thấy thú vị! Vấn đề là phải đánh bật tư duy của mình ra ngoài những khuôn phép, ngoài những định kiến vốn cho là quen thuộc. Từ đây bạn có thể tạo ra một lớp các vấn đề rồi theo dạng toán này rồi! Thử bắt tay vào những ý tưởng nêu trên xem thế nào?