$\S$ Problem Set 1

Secrets of Mathematical Principles

August 2, 2026

Bài 1

Cho $m = 2007^{2008}$. Có bao nhiêu số tự nhiên $n < m$ sao cho $n(2n + 1)(5n + 1)$ chia hết cho $m$?

Bài 2

Tìm tất cả các số tự nhiên $n$ thỏa mãn $2^n - 1$ chia hết cho 3 và tồn tại số nguyên $m$ để

$$\frac{2^n - 1}{3} \mid 4m^2 + 1$$

Bài 3

Cho $p$ là số nguyên tố lẻ và $a > b$ là hai số tự nhiên lẻ sao cho $a + b \ \vdots \ p$ và $a - b \ \vdots \ p - 1$. Chứng minh rằng $a^b + b^a \ \vdots \ 2p$.

Bài 4

Xác định tất cả các cặp số nguyên dương $(n, p)$ sao cho $p$ là số nguyên tố, $n \le 2p$ và $(p - 1)^n + 1$ chia hết cho $n^{p-1}$.

Bài 5

Cho $m$ và $n$ là những số tự nhiên với $m > n \ge 1$. Trong cách viết thập phân, ba chữ số cuối cùng của số $1978^m$ theo thứ tự bằng ba chữ số cuối cùng của $1978^n$. Tìm các số $m$ và $n$ sao cho tổng $m + n$ có giá trị nhỏ nhất.

Bài 6

Tìm tất cả bộ số $(x, y, z) \in \mathbb{Z}^3$ và $\gcd(x, y, z) = 1$ thỏa mãn $x^4 + y^4 = z^2$.

Bài 7

Cho các số nguyên dương $a, b, c, d$ có ước chung lớn nhất bằng 1 và

$$\begin{cases} (a^2 + b^2)(c^2 + d^2) = (ab + cd)^2 \\ (a^2 + d^2)(b^2 + c^2) = (ad + bc)^2 \end{cases}$$

Chứng minh rằng $a + b + c + d$ là số chính phương.

Bài 8

Xét các số nguyên dương $a, b, c$ với $c$ lẻ, $a > b$ thỏa mãn $(a^2 + c)(b^2 + c)$ là lũy thừa của 2. Chứng minh rằng $a + c \ge 3(b + 1)$.

Bài 9

Tìm tất cả các số nguyên dương $n$ có ít nhất ba ước nguyên dương (kể cả 1 và chính nó) và sao cho, nếu

$$d_1 < d_2 < \dots < d_k = n$$

là tất cả các ước nguyên dương của $n$, thì $d_i$ là ước của $d_{i+2}$ với mọi $i = 1, 2, \dots, k - 2$.

Bài 10

Ta gọi số nguyên dương $n$ là số đẹp nếu trong 22 số: $5, n + 5, 2n + 5, \dots, 21n + 5$, tồn tại một số có cùng số dư với tích tất cả các số đó, trong phép chia cho 23. Hãy tìm tất cả các số đẹp.

Bài 11

Cho dãy số $(a_n)$ với $a_1 = a$ là một số nguyên và

$$a_{n+1} = a_n^3 + 2a_n^2 - 3a_n - 8, \quad \forall n \ge 1$$

Tìm tất cả các số nguyên $a$ sao cho $a_{2023} \equiv 508 \pmod{2024}$.

Bài 12

Cho $S$ là một tập hữu hạn các số nguyên lớn hơn 1 thoả mãn: với mỗi số nguyên dương $n$, tồn tại $x \in S$ sao cho hoặc $x, n$ nguyên tố cùng nhau, hoặc $n$ chia hết cho $x$. Chứng minh rằng, tồn tại $x, y \in S$ (có thể $x = y$) sao cho ước chung lớn nhất của $x, y$ là một số nguyên tố.

Bài 13

Xác định tất cả các số nguyên $a$ sao cho: với mỗi số nguyên dương $k$, tồn tại số nguyên dương $n_k$ thỏa mãn:

$$2^k \mid n_k^{n_k} + a$$

Bài 14

Chứng minh rằng, với hai số nguyên dương $a, b$, ta có thể tìm được số nguyên dương $c$, sao cho $a^2 + b^2 + c^2$ là một số chính phương, khi và chỉ khi $ab$ là một số chẵn.

Bài 15

Cho $n$ là một số nguyên dương có tính chất: không tồn tại các số nguyên dương $a, b, c$ sao cho

$$\frac{4}{n} = \frac{1}{a} + \frac{1}{b} + \frac{1}{c}$$

Chứng minh rằng, tồn tại các số nguyên không âm $u, v$ sao cho $n = u^2 + v^2$.