Tìm tất cả các số nguyên tố \(p\) sao cho tổng các ước nguyên dương của \({p^2}\) là một số chính phương. A.\(p = \left\{ {1;3;5} \right\}\) B.\(p = \left\{ {17;19} \right\}\) C.\(p = \left\{ {31;47} \right\}\) D.Không có số nguyên tố \(p\) thỏa mãn
Đáp án đúng: D Giải chi tiết:Tìm tất cả các số nguyên tố \(p\) sao cho tổng các ước nguyên dương của \({p^2}\) là một số chính phương. Ta có \(p\) là số nguyên tố (\(p \in {N^*}\) )\( \Rightarrow {p^2}\) là số có các ước nguyên dương là \(1,\,\,p,\,\,{p^2}.\) Theo đề bài ta có tổng các ước nguyên dương của \({p^2}\) là một số chính phương \(\begin{array}{l} \Rightarrow 1 + p + {p^2} = {k^2}\,\,\,\left( {k \in \mathbb{N}*} \right).\\ \Rightarrow 4{k^2} = 4{p^2} + 4p + 4\\ \Leftrightarrow 4{k^2} = {\left( {2p + 1} \right)^2} + 3\\ \Leftrightarrow 4{k^2} - {\left( {2p + 1} \right)^2} = 3\\ \Leftrightarrow \left( {2k - 2p - 1} \right)\left( {2k + 2p + 1} \right) = 3\end{array}\) Ta có \(k,\,\,p \in \mathbb{N}* \Rightarrow 2k + 2p + 1 > 0;\,\,2k - 2p - 1 < 2k + 2p + 1\) \(\left( * \right) \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}2k - 2p - 1 = 1\\2k + 2p + 1 = 3\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}2k - 2p = 2\\2k + 2p = 2\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}k = 1\\p = 0\,\,\,\left( {ktm} \right)\end{array} \right.\) Vậy không có số nguyên tố \(p\) nào thỏa mãn bài toán. Chọn D.