1) Cho $a,b,n$ là các số nguyên dương thỏa mãn $gcd\left ( a,b \right )=1$.
Chứng minh $gcd\left ( a-b,\frac{a^{n}-b^{n}}{a-b} \right )=gcd\left ( n,a-b \right )$.
2) Với $a,b,n$ nguyên dương và $n$ lẻ, chứng minh $gcd\left ( a+b,\frac{a^{n}+b^{n}}{a+b} \right )=gcd\left ( n,a+b \right )$.
1) Gọi $p$ là số nguyên tố bất kì
Ta chỉ cần chứng minh $v_p\left [\gcd\left ( a-b,\frac{a^{n}-b^{n}}{a-b} \right )\right ]=v_p[(gcd\left (n,a-b \right )]$
Thật vậy, ta có: $v_p\left [\gcd\left ( a-b,\frac{a^{n}-b^{n}}{a-b} \right )\right ]=\min \{ v_p(a-b),v_p\left (\frac{a^n-b^n}{a-b}\right )\}$
Nếu $p\mid a-b:$
Chú ý rằng $v_p\left (\frac{a^{n}-b^{n}}{a-b} \right )=v_p(a^n-b^n)-v_p(a-b)=v_p(n)$
$\Longrightarrow \min \{ v_p(a-b),v_p\left (\frac{a^n-b^n}{a-b}\right )\}=\min \{ v_p(a-b),v_p(n)\}=v_p[\gcd\left (n,a-b \right )]$ (đpcm)
Nếu $p\nmid a-b:$
$\Longrightarrow \min \{ v_p(a-b),v_p\left (\frac{a^n-b^n}{a-b}\right )\}=\min \{v_p(a-b),v_p(n)\}=0$
$\iff v_p\left [\gcd\left ( a-b,\frac{a^{n}-b^{n}}{a-b} \right )\right ]=v_p[\gcd\left (n,a-b \right )]$ (đpcm)
Vậy $ \gcd\left ( a-b,\frac{a^{n}-b^{n}}{a-b} \right )=\gcd\left ( n,a-b \right )$
2) Tương tự như trên