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番外 · 题谱 · 2021 · P2

2021 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 2021 P2 number-theory

For a polynomial PP and a positive integer nn, define PnP_{n} as the number of positive integer pairs (a,b)(a, b) such that a<bna<b \leq n and P(a)P(b)|P(a)|-|P(b)| is divisible by nn.

Determine all polynomial PP with integer coefficients such that for all positive integers n,Pn2021n, P_{n} \leq 2021.

对于多项式 PP 和正整数 nn,将 PnP_{n} 定义为正整数对 (a,b)(a, b) 的数量,使得 a<bna<b \leq nP(a)P(b)|P(a)|-|P(b)| 可被 nn 整除。

Determine all polynomial PP with integer coefficients such that for all positive integers n,Pn2021n, P_{n} \leq 2021.

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。2021 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?