Giáo án Đại số Lớp 6 - Chủ đề 9: Số nguyên tố. Hợp số

CHỦ ĐỀ 9: SỐ NGUYÊN TỐ - HỢP SỐ.
A/ KIẾN THỨC CẦN NHỚ.
1. Dịnh nghĩa: 
* Số nguyên tố là số tự nhiên lớn hơn 1, chỉ có hai ước là 1 và chính nó.
* Hợp số là số tự nhiên lớn hơn 1, có nhiều hơn hai ước.
2. Tính chất:
* Nếu số nguyên tố p chia hết cho số nguyên tố q thì p = q.
* Nếu tích abc chia hết cho số nguyên tố p thì ít nhất một thừa số của tích abc chia hết cho số nguyên tố p.
* Nếu a và b không chia hết cho số nguyên tố p thì tích ab không chia hết cho số nguyên tố p .
3. Cách nhận biết một số nguyên tố:
a) Chia số đó lần lượt cho các số nguyên tố đã biết từ nhỏ đến lớn.
- Nếu có một phép chia hết thì số đó không phải là số nguyên tố.
- Nếu chia cho đến lúc số thương nhỏ hơn số chia mà các phép chia vẫn còn số dư thì số đó là số nguyên tố.
b) Một số có 2 ước số lớn hơn 1 thì số đó không phải là số nguyên tố.
4. Phân tích một số ra thừa số nguyên tố:
* Phân tích một số tự nhiên lớn hơn 1 ra thừa số nguyên tố là viết số đó dưới dạng một tích các thừa số nguyên tố.
- Dạng phân tích ra thừa số nguyên tố của mỗi số nguyên tố là chính số đó.
- Mọi hợp số đều phân tích được ra thừa số nguyên tố.
5. Số các ước số và tổng các ước số của một số:
B/ CÁC DẠNG TOÁN.
DẠNG 1. NHẬN BIẾT SỐ NGUYÊN TỐ, HỢP SỐ
- Căn cứ vào định nghĩa số nguyên tố và hợp số.
- Căn cứ vào các dấu hiệu chia hết. 
- Có thể dùng bảng nguyên tố ở cuối SGK để xác định một số (nhỏ hơn 1000) là số nguyên tố hay không.
Bài 1. Các số sau là số nguyên tố hay hợp số ?
312 ; 213 ; 435 ; 417 ; 3311 ; 67.
Giải
Các số 312, 213, 435 và 417 là hợp số vì chúng lớn hơn 3 và chia hết cho 3.
Số 3311 là hợp số vì số này lớn hơn 11 và chia hết cho 11.
Số 67 là số nguyên tố vì nó lớn hơn 1, chỉ có hai ước là 1 và chính nó.
Bài 2. Gọi p là tập các số nguyên tố. Điền kí hiệu ∈ , ∉ hoặc ⊂ vào chỗ trống cho đúng :
83 P, 91 P, 15 n, P n
Đáp số
83 ∈ P, 91 ∉ P, 15 ∈ n, P ⊂ n
Bài 3. Dùng bảng số nguyên tố ở cuối SGK, tìm các số nguyên tố trong các số sau :
117 ; 131 ; 313 ; 469 ; 647.
Đáp số
Các số nguyên tố là : 131 ; 313 ; 647.
Bài 4. Tổng (hiệu) sau là số nguyên tố hay hợp số ?
a) 3.4.5 + 6.7 ; 	b) 7.9.11.13 – 2 3.4.7;
c) 5.7 + 11.13.17 ; 	d) 16354 + 67541.
Giải
a) Mỗi số hạng của tổng đều chia hết cho 3. Tổng chia hết cho 3 và lớn hơn 3 nên là hợp số.
b) Mỗi số hạng của hiệu đều chia hết cho 7. Hiệu chia hết cho 7 và lớn hơn 7 nên là hợp số.
c) Mỗi số hạng của tổng đều là số lẻ nên tổng là số chẵn. Tổng chia hết cho 2 và lớn hơn 2 nên là hợp số.
d) Tổng tận cùng bằng 5 nên chia hết cho 5. Tổng này lại lớn hơn 5 nên là hợp số.
Bài 5. Điền dấu “x ” vào ô thích hợp :
Câu
Đúng
Sai
a) Có hai số tự nhiên liên tiếp đều là số nguyên tố
b) Có ba số lẻ liên tiếp đều là số nguyên tố
c) Mọi số nguyên tố đều là số lẻ
d) Mọi số nguyên tố đều có chữ số tận cùng là một trong các chữ số 1, 3, 7, 9.
Trả lời
a) Đúng, ví dụ 2 và 3.
b) Đúng, ví dụ 3, 5 và 7.
c) Sai, ví dụ 2 là số nguyên tố chẵn.
Bổ sung thêm điều kiện để câu sau trở thành câu đúng :
Mọi số nguyên tố lớn hơn 2 đều là số lẻ.
d) Sai, ví dụ 5 là số nguyên tố tận cùng là 5.
Bổ sung : Mọi số nguyên tố lớn hơn 5 đều tận cùng bởi một trong các chữ số 1, 3, 7, 9.
DẠNG 2. VIẾT SỐ NGUYÊN TỐ HOẶC HỢP SỐ TỪ NHỮNG SỐ CHO TRƯỚC 
- Dùng các dấu hiệu chia hết.
- Dùng bảng số nguyên tố nhỏ hơn 1000.
Bài 7. Thay chữ số vào dấu * để được hợp số : ; .
Giải
Trong bảng số nguyên tố có 11, 13, 17, 19 là các số nguyên tố. Vậy các hợp số có dạng là số 10, 12, 14, 15, 16, 18.
Trong bảng có 31, 37 là số nguyên tố. 
Vậy các hợp số có dạng là 30, 32, 33, 34, 35, 36, 38, 39.
Cách khác: Với số có thể chọn * là 0, 2, 4, 6, 8 (để chia hết cho 2) có thể chọn * = 5 (để chia hết cho 5).
Với số có thể chọn * là 0, 2, 4, 6, 8 (để chia hết cho 2), hoặc chọn * là 3, 9 (để chia hết cho 3), hoặc * = 5 (để chia hết cho 5).
Bài 8. Thay chữ số vào dấu * để được số nguyên tố : ; 
Đáp số : 53 ; 59 ; 97.
Bài 9.
a) Tìm số tự nhiên k để 3. k là số nguyên tố.
b) Tìm số tự nhiên k để 7. k là số nguyên tố.
Giải
a) Với k = 0 thì 3. k = 0, không là số nguyên tố, không là hợp số.
Với k = 1 thì 3. k = 3, là số nguyên tố.
Với k ≥ 2 thì 3. k là hợp số (vì có 3 là ước khác 1 và khác chính nó).
Vậy với k = 1 thì 3. k là số nguyên tố.
b) Đáp số : k = 1.
DẠNG 3: TÌM SỐ NGUYÊN TỐ, HỢP SỐ THỎA MÃN ĐIỀU KIỆN.
Bài 1: Ta biết rằng có 25 số nguyên tố nhỏ hơn 100. Tổng của 25 số nguyên tố là số chẵn hay số lẻ.
HD:
Trong 25 số nguyên tố nhỏ hơn 100 có chứa một số nguyên tố chẵn duy nhất là 2, còn 24 số nguyên tố còn lại là số lẻ. Do đó tổng của 25 số nguyên tố là số chẵn.
Bài 2: Tổng của 3 số nguyên tố bằng 1012. Tìm số nguyên tố nhỏ nhất trong ba số nguyên tố đó.
HD:
Vì tổng của 3 số nguyên tố bằng 1012, nên trong 3 số nguyên tố đó tồn tại ít nhất một số nguyên tố chẵn. Mà số nguyên tố chẵn duy nhất là 2 và là số nguyên tố nhỏ nhất. Vậy số nguyên tố nhỏ nhất trong 3 số nguyên tố đó là 2.
Bài 3: Tổng của 2 số nguyên tố có thể bằng 2003 hay không? Vì sao?
HD:
Vì tổng của 2 số nguyên tố bằng 2003, nên trong 2 số nguyên tố đó tồn tại 1 số nguyên tố chẵn. Mà số nguyên tố chẵn duy nhất là 2. Do đó số nguyên tố còn lại là 2001. Do 2001 chia hết cho 3 và 2001 > 3. 
Suy ra 2001 không phải là số nguyên tố.
Bài 4: Tìm số nguyên tố p, sao cho p + 2 và p + 4 cũng là các số nguyên tố.
HD:
Giả sử p là số nguyên tố.
- Nếu p = 2 thì p + 2 = 4 và p + 4 = 6 đều không phải là số nguyên tố.
- Nếu p 3 thì số nguyên tố p có 1 trong 3 dạng: 3k, 3k + 1, 3k + 2 với k N*.
+) Nếu p = 3k p = 3 p + 2 = 5 và p + 4 = 7 đều là các số nguyên tố.
+) Nếu p = 3k +1 thì p + 2 = 3k + 3 = 3(k + 1) p + 2 3 và p + 2 > 3. Do đó 
p + 2 là hợp số.
+) Nếu p = 3k + 2 thì p + 4 = 3k + 6 = 3(k + 2) p + 4 3 và p + 4 > 3. Do đó 
p + 4 là hợp số.
Vậy với p = 3 thì p + 2 và p + 4 cũng là các số nguyên tố.
Bài 5: Tìm số nguyên tố, biết rằng số đó bằng tổng của hai số nguyên tố và bằng hiệu của hai số nguyên tố.
HD:
Bài 6: Tìm tất cả các số nguyên tố x, y sao cho: x2 – 6y2 = 1.
HD:
Bài 7: Tìm số nguyên tố p sao cho các số sau cũng là số nguyên tố:
p + 2 và p + 10.
p + 10 và p + 20.
p + 10 và p + 14.
p + 14 và p + 20.
p + 2và p + 8.
p + 2 và p + 14.
p + 4 và p + 10.
p + 8 và p + 10.
DẠNG 4. CHỨNG MINH MỘT SỐ LÀ SỐ NGUYÊN TỐ HAY HỢP SỐ
- Để chứng minh một số là số nguyên tố, ta chứng minh số đó không có ước nào khác 1 và khác chính nó.
- Để chứng minh một số là hợp số, ta chỉ ra rằng tồn tại một ước của nó khác 1 và khác chính nó. Nói cách khác, ta chứng minh số đó có nhiều hơn hai ước.
Bài 1. Hãy chứng minh rằng tích của hai số nguyên tố là một hợp số.
Giải
Tích của hai số nguyên tố giống nhau p.p có ba ước là 1, p và p2. Tích của hai số nguyên tố khác nhau p1.p2 có bốn ước là 1, p1, p2 và p1.p2.
Vậy tích của hai số nguyên tố là một hợp số.
Bài 2: Cho p và p + 4 là các số nguyên tố (p > 3). Chứng minh rằng p + 8 là hợp số.
HD:
Vì p là số nguyên tố và p > 3, nên số nguyên tố p có 1 trong 2 dạng: 3k + 1, 3k + 2 với k N*.
- Nếu p = 3k + 2 thì p + 4 = 3k + 6 = 3(k + 2) p + 4 3 và p + 4 > 3. 
Do đó p + 4 là hợp số (Trái với đề bài p + 4 là số nguyên tố).
- Nếu p = 3k + 1 thì p + 8 = 3k + 9 = 3(k + 3) p + 8 3 và p + 8 > 3. 
Do đó p + 8 là hợp số.
Vậy số nguyên tố p có dạng: p = 3k + 1 thì p + 8 là hợp số.
Bài 3: Chứng minh rằng mọi số nguyên tố lớn hơn 2 đều có dạng 4n + 1 hoặc 4n – 1.
HD:
Mỗi số tự nhiên n khi chia cho 4 có thể có 1 trong các số dư: 0; 1; 2; 3. Do đó mọi số tự nhiên n đều có thể viết được dưới 1 trong 4 dạng: 4k, 4k + 1, 4k + 2, 4k + 3
 với k N*.
- Nếu n = 4k n4 n là hợp số.
- Nếu n = 4k + 2 n2 n là hợp số.
Vậy mọi số nguyên tố lớn hơn 2 đều có dạng 4k + 1 hoặc 4k – 1. Hay mọi số nguyên tố lớn hơn 2 đều có dạng 4n + 1 hoặc 4n – 1 với n N*.
Bài 4: Cho p và p + 2 là các số nguyên tố (p > 3). Chứng minh rằng p + 16.
HD:
Vì p là số nguyên tố và p > 3, nên số nguyên tố p có 1 trong 2 dạng: 3k + 1, 3k + 2 với k N*.
- Nếu p = 3k + 1 thì p + 2 = 3k + 3 = 3(k + 1) p + 2 3 và p + 2 > 3. 
	=> p + 2 là hợp số ( Trái với đề bài p + 2 là số nguyên tố).
- Nếu p = 3k + 2 thì p + 1 = 3k + 3 = 3(k + 1) (1). 
Do p là số nguyên tố và p > 3 p lẻ k lẻ k + 1 chẵn k + 12 (2)
Từ (1) và (2) p + 16.
Bài 5:
Cho p và p + 4 là các số nguyên tố (p > 3). Chứng minh rằng: p + 8 là hợp số.
Cho p và 2p + 1 là các số nguyên tố (p > 3). Chứng minh rằng: 4p + 1 là hợp số.
Cho p và 10p + 1 là các số nguyên tố (p > 3). Chứng minh rằng: 5p + 1 là hợp số.
Cho p và p + 8 là các số nguyên tố (p > 3). Chứng minh rằng: p + 4 là hợp số.
Cho p và 4p + 1 là các số nguyên tố (p > 3). Chứng minh rằng: 2p + 1 là hợp số.
Cho p và 5p + 1 là các số nguyên tố (p > 3). Chứng minh rằng: 10p + 1 là hợp số.
Cho p và 8p + 1 là các số nguyên tố (p > 3). Chứng minh rằng: 8p - 1 là hợp số.
Cho p và 8p - 1 là các số nguyên tố (p > 3). Chứng minh rằng: 8p + 1 là hợp số.
Cho p và 8p2 - 1 là các số nguyên tố (p > 3). Chứng minh rằng: 8p2 + 1 là hợp số.
Cho p và 8p2 + 1 là các số nguyên tố (p > 3). Chứng minh rằng: 8p2 - 1 là hợp số.
Bài 6: Chứng minh rằng:
Nếu p và q là hai số nguyên tố lớn hơn 3 thì p2 – q2 24.
Nếu a, a + k, a + 2k (a, k N*) là các số nguyên tố lớn hơn 3 thì k 6.