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番外 · 题谱 · 2014 · P2

2014 CMO 第 2 题

代数 · P2/P5 · 中段题

题面据中国数学奥林匹克 / AoPS 可核档案整理;中文题意为本站自译,英文行为来源英译摘要,公式请以原始来源为准。

CMO 2014 P2 algebra

For the integer n>1n>1 , define D(n)={abab=n,a>b>0,a,bN}D(n)=\{ a-b\mid ab=n, a>b>0, a,b\in\mathbb{N} \} . Prove that for any integer k>1k>1 , there exists pairwise distinct positive integers n1,n2,,nkn_1,n_2,\ldots,n_k such that n1,,nk>1n_1,\ldots,n_k>1 and D(n1)D(n2)D(nk)2|D(n_1)\cap D(n_2)\cap\cdots\cap D(n_k)|\geq 2 .

对于整数 n>1n>1 ,定义 D(n)={abab=n,a>b>0,a,bN}D(n)=\{ a-b\mid ab=n, a>b>0, a,b\in\mathbb{N} \} 。证明对于任何整数 k>1k>1 ,存在成对不同的正整数 n1,n2,,nkn_1,n_2,\ldots,n_k 使得 n1,,nk>1n_1,\ldots,n_k>1D(n1)D(n2)D(nk)2|D(n_1)\cap D(n_2)\cap\cdots\cap D(n_k)|\geq 2

提示 1

先把题面里的关系改写成一个干净的代数对象。

提示 2

寻找不变量、对称式或一个可以降次数的替换。

提示 3

最后用判别式、因式分解或单调性把所有可能排完。

完整解答

题面已直接收录。先把 2014 年 CMO 第 2 题的条件整理成对象、关系、目标三部分;再沿提示寻找不变量、标准构型或关键变形;最后补齐边界情形,并回到原题要求核对。