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番外 · 题谱 · 1989 · P4

1989 APMO 第 4 题

数论 · P1/P4 · 起手题

题面据 APMO 可核档案整理;中文题意为本站自译,公式请以原始来源为准。

APMO 1989 P4 number-theory

Let SS be a set consisting of mm pairs (a,b)(a, b) of positive integers with the property that 1a<1 \leq a< bnb \leq n. Show that there are at least

4m(mn24)3n4 m \frac{\left(m-\frac{n^{2}}{4}\right)}{3 n}

triples (a,b,c)(a, b, c) such that (a,b),(a,c)(a, b),(a, c), and (b,c)(b, c) belong to SS.

SS 为由mm 个正整数对(a,b)(a, b) 组成的集合,其属性为1a<1 \leq a< bnb \leq n。表明至少有

4m(mn24)3n4 m \frac{\left(m-\frac{n^{2}}{4}\right)}{3 n}

三元组 (a,b,c)(a, b, c) 使得 (a,b),(a,c)(a, b),(a, c)(b,c)(b, c) 属于 SS

提示 1

先看同余、整除、最大公因数和 p 进赋值。

提示 2

把整数条件转成同余方程、指数比较或下降过程。

提示 3

若要存在性,用构造;若要唯一性,用最小反例、无限下降或模限制。

完整解答

这页先给题面、题型和提示阶梯,完整证明留给读者逐步展开。1989 年 APMO P4 可先归入数论:第一步把题设翻成对象、条件、目标三行;第二步沿提示寻找不变量、标准构型或关键变形;第三步补齐边界情形,并回到题目原要求核对。

这题适合先独立想一轮再打开提示。不要急着搜索完整解答,先问自己:题面里最硬的限制是哪一句?