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番外 · 题谱 · 2014 · P6

2014 CMO 第 6 题

几何 / 组合 · P3/P6 · 压轴题

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 P6 geometrycombinatorics

Let n=p1a1p2a2ptatn=p_1^{a_1}p_2^{a_2}\cdots p_t^{a_t} be the prime factorisation of nn . Define ω(n)=t\omega(n)=t and Ω(n)=a1+a2++at\Omega(n)=a_1+a_2+\ldots+a_t . Prove or disprove:

For any fixed positive integer kk and positive reals α,β\alpha,\beta , there exists a positive integer n>1n>1 such that

i) ω(n+k)ω(n)>α\frac{\omega(n+k)}{\omega(n)}>\alpha ii) Ω(n+k)Ω(n)<β\frac{\Omega(n+k)}{\Omega(n)}<\beta .

n=p1a1p2a2ptatn=p_1^{a_1}p_2^{a_2}\cdots p_t^{a_t}nn 的质因数分解。定义 ω(n)=t\omega(n)=tΩ(n)=a1+a2++at\Omega(n)=a_1+a_2+\ldots+a_t 。证明或反驳:

对于任何固定正整数 kk 和正实数 α,β\alpha,\beta ,存在一个正整数 n>1n>1 使得

i) ω(n+k)ω(n)>α\frac{\omega(n+k)}{\omega(n)}>\alpha ii) Ω(n+k)Ω(n)<β\frac{\Omega(n+k)}{\Omega(n)}<\beta

提示 1

先标出所有固定量和会变化的点。

提示 2

尝试角追、相似、圆幂、面积比或坐标化中的一种。

提示 3

把关键等式还原成一个标准定理或一个可构造的辅助点。

完整解答

题面已直接收录。先把 2014 年 CMO 第 6 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。

CMO 题适合作为中文竞赛语感训练:先辨清题型,再把条件改写成一句可操作的话。