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番外 · 题谱 · 2016 · P2

2016 APMO 第 2 题

数论 · P2/P5 · 中段题

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 2016 P2 number-theory

A positive integer is called fancy if it can be expressed in the form

2a1+2a2++2a1002^{a_{1}}+2^{a_{2}}+\cdots+2^{a_{100}}

where a1,a2,,a100a_{1}, a_{2}, \ldots, a_{100} are non-negative integers that are not necessarily distinct.

Find the smallest positive integer nn such that no multiple of nn is a fancy number.

Answer: The answer is n=21011n=2^{101}-1.

如果一个正整数可以用以下形式表示,则称为花式

2a1+2a2++2a1002^{a_{1}}+2^{a_{2}}+\cdots+2^{a_{100}}

其中 a1,a2,,a100a_{1}, a_{2}, \ldots, a_{100} 是不一定不同的非负整数。
找到最小的正整数 nn,使得 nn 的倍数都不是奇数。
答案:答案是n=21011n=2^{101}-1

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。2016 年 APMO P2 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?