3. Cho $A = n^2 + n + 1$
a) Chứng minh $A$ không chia hết cho 2
Ta biến đổi biểu thức $A$:
$A = n^2 + n + 1 = n(n + 1) + 1$
Ta thấy $n$ và $n + 1$ là hai số tự nhiên liên tiếp nên tích $n(n + 1)$ luôn là số chẵn, tức là $n(n + 1) \vdots 2$.
Mà $1 \not\vdots 2$.
Suy ra $A = n(n + 1) + 1$ không chia hết cho 2. (ĐPCM)
b) Chứng minh $A$ không chia hết cho 5
Ta có $A = n(n + 1) + 1$. Xét các trường hợp số dư của $n$ khi chia cho 5:
Trường hợp 1: $n \vdots 5 \Rightarrow n$ có tận cùng là $0$ hoặc $5$.
$\Rightarrow n(n + 1)$ có tận cùng là $0$.
$\Rightarrow A = n(n + 1) + 1$ có tận cùng là $1 \Rightarrow A \not\vdots 5$.
Trường hợp 2: $n$ chia 5 dư 1 $\Rightarrow n$ có tận cùng là $1$ hoặc $6$.
$\Rightarrow n + 1$ có tận cùng là $2$ hoặc $7$.
$\Rightarrow n(n + 1)$ có tận cùng là $2$.
$\Rightarrow A = n(n + 1) + 1$ có tận cùng là $3 \Rightarrow A \not\vdots 5$.
Trường hợp 3: $n$ chia 5 dư 2 $\Rightarrow n$ có tận cùng là $2$ hoặc $7$.
$\Rightarrow n + 1$ có tận cùng là $3$ hoặc $8$.
$\Rightarrow n(n + 1)$ có tận cùng là $6$.
$\Rightarrow A = n(n + 1) + 1$ có tận cùng là $7 \Rightarrow A \not\vdots 5$.
Trường hợp 4: $n$ chia 5 dư 3 $\Rightarrow n$ có tận cùng là $3$ hoặc $8$.
$\Rightarrow n + 1$ có tận cùng là $4$ hoặc $9$.
$\Rightarrow n(n + 1)$ có tận cùng là $2$.
$\Rightarrow A = n(n + 1) + 1$ có tận cùng là $3 \Rightarrow A \not\vdots 5$.
Trường hợp 5: $n$ chia 5 dư 4 $\Rightarrow (n + 1) \vdots 5$.
$\Rightarrow n(n + 1) \vdots 5$ (tận cùng là $0$ hoặc $5$).
$\Rightarrow A = n(n + 1) + 1$ có tận cùng là $1$ hoặc $6 \Rightarrow A \not\vdots 5$.
Trong mọi trường hợp, $A$ đều không chia hết cho 5. (ĐPCM)