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。
Let be distinct points in the -plane with the following properties:
(i) both coordinates of are integers, for ;
(ii) there is no point other than and on the line segment joining with whose coordinates are both integers, for .
Prove that for some , there exists a point with coordinates on the line segment joining with such that both and are odd integers.
令 为 平面上的不同点,具有以下属性:
(i) 的两个坐标都是整数,;
(ii) 在连接 和 的线段上,除了 和 之外,没有坐标均为整数的点,对于 。
证明对于某些,在连接和的线段上存在坐标的点,使得和都是奇整数。
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。1993 年 APMO P5 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?