BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI CẤP 2 |
CHUYÊN Đ SỐ HC
A. KiÕn thøc cÇn nhí
1. Định nghĩa
Ta biết rng, mi s thc x đều có th biu din đưc dưi dng:
x nt= +
vi
nZ
0 1.t≤<
Ví d:
6, 7 6 0, 7 ; 6, 7 7 0, 3= + =−+
S biu din trên là duy nht. Ta gi s nguyên n là phn nguyên ca x ; còn t đưc gi
là phn l ca x. T đây ta đi đến đnh nghĩa.
Phần nguyên ca s thc
x
là s nguyên ln nht không t quá
,x
kí hiu
[ ]
.x
Ta
Thí d:
[ ]
13
2 2; 0; 7, 2 8; 2 1;.....
25
 
= =−= =
 

Phần lca s thc
x
là hiu ca
x
vi phn nguyên ca nó, kí hiu là
{ }
.x
Ta có
{ }
[ ]
{ }
, 0 1.a aa a= ≤≤
Thí d
{ } { }
11
2,1 0,1; ; 7, 2 0,8;....
22

= =−=


2.Tính cht
1)
[ ]
a aa∈⇔ =
hoc
{ }
0.a=
2)
n
[ ]
1.nan a n < +∈ =
3)
{ }
[ ]
{ }
0.aa= =


4) Nếu
n
thì
[ ] [ ]
{ } { }
;.na n a na a+=+ +=
5) Nếu
[ ]
na n+=
thì
n
0 1.a≤≤
6)
[ ] [ ]
.ab a b≥⇒
7)
[ ] [ ] [ ]
.a b ab+ ≤+
Tng quát
[ ] [ ] [ ] [ ]
1 2 12
... ... ,
nn
a a a aa a+ ++ + ++
8)
[ ] [ ] [ ]
.a b ab ≥−
9)
{ } { } { } { } { } { }
;.abababab+ ≥+ ≤−
10) Nếu
[ ] [ ]
ab=
thì
1.ab−<
11)
[ ] [ ]
12.
2
aa a

++ =


CH ĐỀ
7
PHN NGUYÊN
TRONG S HC
.179 | CHUYÊN ĐỀ SỐ HỌC
| CHỦ ĐỀ 7: PHẦN NGUYÊN TRONG SỐ HỌC
CHINH PHC K THI HC SINH GII CP HAI
12) Nếu
*n
thì
[ ] [ ] [ ]
;.
aa
na n a nn


≥=




13) Nếu
a
là s nguyên thì
[ ] [ ]
;aa−=
Nếu
a
không là s nguyên thì
[ ] [ ]
1;aa−=
Chng minh các tính cht:
Các tính chất 1) đến 5) có th chng minh d dàng trên dựa vào định nghĩa phn
nguyên.
6)
ab
nên tn ti s
0c
sao cho
.abc= +
Do đó.
[ ]
{ }
,ab bc=++
suy ra
[ ] [ ]
{ }
.a b bc=++


{ }
0bc+≥


nên
[ ] [ ]
.ab
7) Viết
[ ]
{ }
[ ]
{ }
,.a a ab b b=+=+
Khi đó
[ ]
{ }
[ ]
{ }
[ ] [ ]
{ } { }
[] .ab a a b b a b a b

+= + ++ =++ +



{ } { }
0ab+≥


nên
[ ] [ ] [ ]
.ab a b+≥ +
8) Áp dng tính cht 7 ta có
[ ] [ ] [ ] [ ]
ab b abb a + −+ =
nên
[ ] [ ] [ ]
.a b ab ≥−
{ } { }
[ ] [ ]
( )
[ ] [ ]
( )
[ ]
{ } { } { } { }
9) .a b a a b b ab a b ab ab ab a b ab+ = +− = + + +− + = + + +
Vy
{ } { } { }
.a b ab+ ≥+
{ } { }
[ ] [ ]
( )
[ ] [ ]
( )
( )
[ ]
{ } { } { } { }
.a b a a b b ab a b ab ab ab a b ab = + =−− −−−=
Vy
{ } { } { }
.a b ab ≤−
[ ] [ ]
10) ab=
suy ra
{ } { }
.aa bb−=
Không gim tính tng quát, gi s
ab
Nếu
ab=
thì
0;ab−=
Nếu
ab>
thì t
{ } { } { }
ab a b ab−=
Suy ra
{ }
1ab ab ab =−≤ <
Vy
1.ab−<
11) Đặt
{ }
ad=
thì
0 1.d≤≤
Nếu
1
02
d≤<
thì
[ ] [ ] [ ]
111
;
222
a adada

+= ++=++=


[ ] [ ]
( )
[ ] [ ] [ ]
2 2 2 2 2.a ad a d a

= += + =

T đó suy ra điều phi chng minh.
Nếu
11
2d≤<
thì
[ ] [ ] [ ]
111
1;
222
a adada

+= ++=++=+


[ ] [ ]
( )
[ ] [ ] [ ]
2 2 2 2 2 1.a ad a d a

= += + = +

Suy ra điều phi chng minh.
12) Ta có
[ ] [ ]
{ }
( )
[ ]
{ }
,na n a a n a n a

= +=+



{ }
0na


nên
[ ] [ ]
.na n a
11
aaa a a
n an
nnn n n

   
< +⇒ < +

   
   

TỦ SÁCH CẤP 2| 180
BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI CẤP 2 |
CHUYÊN Đ SỐ HC
[ ] [ ]
11
a
a aa a
n an
n n nnn

   
< +⇒ < +

   
   

Vy
[ ]
.
aa
nn


=




13) Nếu
a
là s nguyên thì
[ ] [ ]
.aa a =−=
Nếu
a
không nguyên thì
{ }
0 1,a<<
nên
{ }
1 0,a <− <
suy ra
{ }
1.a−=


Ta có
[ ] [ ]
{ }
( )
[ ]
{ }
[ ]
1.a aa a a a


= + = +− =




B. CÁC DẠNG TOÁN THƯỜNG GẶP
Dạng 1: Tìm phần nguyên của một số hoặc một biểu thức
* sphương pháp: Để tính g tr mt biu thc cha phn nguyên, ta cn s dng các
tính cht ca phn nguyên, kết hp vi các kĩ thut tính toán khác đc bit là Phương
pháp “kp”
Đánh giá s hng đ “kp” s cn tính phn nguyên gia hai s nguyên liên tiếp: Đưa
biu thc v dng
1zAz <+
và kết lun
[ ]
;Az=
* Ví dụ minh họa:
Bài toán 1. Tìm
[ ]
x
biết:
1
1.2
x=
+
3.2
1
+
4.3
1
+ . . .+
)1.(
1
+nn
Hướng dẫn giải
Ta cần chỉ ra số nguyên y sao cho:
1yxy<<+
để:
[ ]
x
= y
Để ý
1 11 1 1 1
1 .... 1
2 23 1 1
xnn n

= + ++ =

++

Suy ra
[ ]
01 0xx< <⇒ =
Bài toán 2. Tìm phn nguyên ca s:
6 6 ... 6 6++++
(có 100 du căn).
(Nâng cao và phát trin lp 9 tp 1 – Vũ Hữu Bình)
Hướng dẫn giải
Kí hiu
6 6 ... 6 6
n
a=++++
(có
n
du căn).
.181 | CHUYÊN ĐỀ SỐ HỌC
| CHỦ ĐỀ 7: PHẦN NGUYÊN TRONG SỐ HỌC
CHINH PHC K THI HC SINH GII CP HAI
Ta có
163a= <
21
6 63 3aa= + < +=
32
6 66 3aa= + < +=
100 99
6 63 3aa= + < +<
.
Hin nhiên
100 62a>>
100 62a
. Như vậy
100
23a<<
, do đó
[ ]
100 2.a=
.
Bài toán 3. Tính phn nguyên ca:
( )( )( )
1 2 3.A nn n n= ++ +
vi n là s t nhiên.
Hướng dẫn giải
Ta có:
( )( )( )
( )( ) ( ) ( )
2
22 2 2
1 2 3. 3 3 2 3 2 3 .Ann n n nnnn nn nn= + + + = + ++= + + +
Để ý rằng:
( ) ( ) ( ) ( ) ( )
22 2
2 2222
3 32 3 32 31nn nn nn nn nn+< ++ +< ++ ++
Suy ra
22
3 31nnAnn+ << + +
. Vậy
[ ]
2
3, .A n nn N=+∈
Bài toán 4. Tìm
[ ]
x
biết:
22
4 16 8 3x n nn= + ++
với n là số tự nhiên
Hướng dẫn giải
Thật vậy ta có:
( ) ( )
22
2
4 1 16 8 3 4 2n nn n+ < + +< +
2
4 1 16 8 3 4 2n nn n +< + + < +
[ ]
2 22 2 2
22
4414 1683442484
2 1 4 16 8 3 2 2
21
nn n nn nn nn
n n nn n
xn
⇒++<+ ++<++<++
+< + + + < +
⇒=+
Bài toán 5. Tính tổng sau:
1 2 3 ... 24S  
= + + ++
 
Hướng dẫn giải
TỦ SÁCH CẤP 2| 182
BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI CẤP 2 |
CHUYÊN Đ SỐ HC
( ) ( ) ( ) ( )
1 2 3 4 ... 8 9 ... 15 16 ... 24 .S  
= + + + ++ + ++ + ++
  
Theo cách chia nhóm như trên, nhóm 1 có ba số, nhóm 2 có năm số, nhóm 3 có by s,
nhóm 4 có chín s.
Các s thuc nhóm 1 bng
1
, các s thuc nhóm 2 bng 2, các s thuc nhóm 3 bng 3, các
s thuc nhóm 4 bng 4.
Vy
1.3 2.4 3.7 4.9 70A=+++=
.
Dạng 2: Chứng minh một đẳng thức chứa phần nguyên
* Cơ s phương pháp: Chng minh các h thc cha phn nguyên thc cht có th coi là
chng minh các tính cht ca phn nguyên. Đ chng minh các h thc cha phn
nguyên ta phi s dng các tính cht đã đưc nêu trong phn lý thuyết, kết hp vi các kĩ
thuật đại s và s hc.
* Ví dụ minh họa:
Bài toán 1. Chứng minh rằng với mọi số nguyên dương n ta luôn có:
2
22
nn n
+

+=


Hướng dẫn giải
Nếu n chẵn, tức là n = 2k t
[ ]
2 21 1 2
22 2
kk k k kk k n
+

+ = + + =+= =


Nếu n lẻ, tức n = 2k + 1 thì:
[ ]
21 211 1 1 12 1 .
22 2
kk k k kk k n
+ ++

+ = + + + = + += +=


Vậy bài toán được chứng minh.
Bài toán 2. Cho n là số tự nhiên, chứng minh:
41 4 2nn

+= +

Hướng dẫn giải
Đặt
4 2; 4 1.kn mn

=+=+

Ta có:
km
Do
42kn

= +

nên
2
42 42.k n kn +⇒ +
Giả s
2
42kn= +
, điều này vô lý vì số chính phương chia cho 4 không thể dư 2. Từ đó
suy ra:
22
4 2 41 41 41 .kn kn k n k n m

< + +⇒≤ +⇒≤ + =

Vậy k = m.
.183 | CHUYÊN ĐỀ SỐ HỌC