Giải . Giả sử , tử và mẫu của phân số cùng chia hết cho số nguyên tố d => 7 ( 6n + 4 ) - 2 ( 21n + 3 ) chia hễt cho d => 22 chia hết cho số nguyên tố d => d € { 2 ; 11 } .
Như vậy nếu phân số A rút gọn được cho số nguyên tố d thì d = 2 hoặc d = 11 .
Trường hợp phân số rút gọn cho 2 : Ta luôn luôn có 6n + 4 chia hết cho 2 , còn 21n + 3 chia hết cho 2 nếu n lẻ .
Trường hợp phân số rút gọn cho 11 : Ta có 21n + 3 chia hết cho 11 => 22n - n + 3 chia hễt cho 11 . Đảo lại với n = 11k + 3 ( k € N ) thì 21n + 3 và 6n + 4 chia hết cho 11 .
Vậy với n lẻ hoặc n chẵn mà n = 11k + 3 thì phân số A rút gọn được .
Chú ý rằng n chẵn khi và chỉ khi k lẻ ( k = 2m + 1 ) nên kết quả trên có thể viết là n = 2m + 1 hoặc n = 2 ( 11m + 7 ) với m € N .
Gọi dd là ước nguyên tố của 21n+321n+3 và 6n+46n+4.
Suy ra ⎧⎨⎩21n+3⋮d6n+4⋮d⇒⎧⎨⎩2.(21n+3)⋮d7.(6n+4)⋮d{21n+3⋮d6n+4⋮d⇒{2.(21n+3)⋮d7.(6n+4)⋮d⇒⎧⎨⎩42n+6⋮d42n+28⋮d⇒{42n+6⋮d42n+28⋮d
⇒(42n+28)−(42n+6)⋮d⇒(42n+28)−(42n+6)⋮d
⇒42n+28−42n−6⋮d⇒42n+28−42n−6⋮d
⇒22⋮d⇒22⋮d
Vì dd là số nguyên tố nên d∈{2;11}d∈{2;11}.
+) Với d=2⇒⎧⎨⎩21n+3⋮26n+4⋮2⇒⎧⎨⎩3.(7n+1)⋮22.(3n+2)⋮2d=2⇒{21n+3⋮26n+4⋮2⇒{3.(7n+1)⋮22.(3n+2)⋮2
Vì 2.(3n+2)⋮22.(3n+2)⋮2 (luôn đúng) ⇒3.(7n+1)⋮2⇒3.(7n+1)⋮2.
Mà 33 không chia hết cho 22 suy ra (7n+1)⋮2(7n+1)⋮2
⇒⎧⎨⎩7n+1⋮26⋮2⇒7n+1+6⋮2⇒7n+7⋮2⇒7(n+1)⋮2⇒{7n+1⋮26⋮2⇒7n+1+6⋮2⇒7n+7⋮2⇒7(n+1)⋮2
Vì 77 không chia hết cho 2⇒n+1⋮2⇒n=2m−1(m∈N∗)2⇒n+1⋮2⇒n=2m−1(m∈N∗).
+) Với d=11⇒⎧⎨⎩21n+3⋮116n+4⋮11d=11⇒{21n+3⋮116n+4⋮11
Ta có: 21n+3⋮1121n+3⋮11 ⇒22n−n+3⋮11⇒22n−n+3⋮11⇒22n−(n−3)⋮11⇒22n−(n−3)⋮11
Mà 22n⋮1122n⋮11 nên (n−3)⋮11⇒n−3=11k⇒n=11k+3(k∈N)(n−3)⋮11⇒n−3=11k⇒n=11k+3(k∈N)
Với n=11k+3⇒6n+4=6(11k+3)+4n=11k+3⇒6n+4=6(11k+3)+4 =66k+22=11(6k+3)⋮11(tm)=66k+22=11(6k+3)⋮11(tm)
Vậy với n=2m+1n=2m+1 hoặc n=11k+3(m∈N∗,k∈N)n=11k+3(m∈N∗,k∈N) thì phân số A=21n+36n+4A=21n+36n+4 rút gọn được.
