灯下 登录
番外 · 题谱 · 2018 · P5

2018 APMO 第 5 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 2018 P5 number-theory

Find all polynomials P(x)P(x) with integer coefficients such that for all real numbers ss and tt, if P(s)P(s) and P(t)P(t) are both integers, then P(st)P(s t) is also an integer.

Answer: P(x)=xn+k,xn+kP(x)=x^{n}+k,-x^{n}+k for nn a non-negative integer and kk an integer.

找到所有具有整数系数的多项式 P(x)P(x),使得对于所有实数 sstt,如果 P(s)P(s)P(t)P(t) 都是整数,那么 P(st)P(s t) 也是整数。

答案:P(x)=xn+k,xn+kP(x)=x^{n}+k,-x^{n}+k,其中 nn 为非负整数,kk 为整数。

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。2018 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?