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番外 · 题谱 · 2022 · P1

2022 APMO 第 1 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 2022 P1 number-theory

Find all pairs (a,b)(a, b) of positive integers such that a3a^{3} is a multiple of b2b^{2} and b1b-1 is a multiple of a1a-1. Note: An integer nn is said to be a multiple of an integer mm if there is an integer kk such that n=kmn=k m.

查找所有正整数对 (a,b)(a, b),使得 a3a^{3}b2b^{2} 的倍数,并且 b1b-1a1a-1 的倍数。注意:如果存在整数 kk 使得 n=kmn=k m,则整数 nn 被称为整数 mm 的倍数。

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。2022 年 APMO P1 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?