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番外 · 题谱 · 2020 · P4

2020 CMO 第 4 题

几何 · P1/P4 · 起手题

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 2020 P4 geometry

Given any positive integer cc , denote p(c)p(c) as the largest prime factor of cc . A sequence {an}\{a_n\} of positive integers satisfies a1>1a_1>1 and an+1=an+p(an)a_{n+1}=a_n+p(a_n) for all n1n\ge 1 . Prove that there must exist at least one perfect square in sequence {an}\{a_n\} .

给定任何正整数 cc ,将 p(c)p(c) 表示为 cc 的最大质因数。对于所有 n1n\ge 1 ,正整数序列 {an}\{a_n\} 满足 a1>1a_1>1an+1=an+p(an)a_{n+1}=a_n+p(a_n) 。证明序列 {an}\{a_n\} 中必须至少存在一个完全平方数。

提示 1

先说出现象:哪些量会变,哪些约束不会变。

提示 2

找守恒量、相似关系、平衡条件或不变量,不急着代公式。

提示 3

把物理图景或谜题结构翻成一个最小方程组,再处理边界情况。

完整解答

题面已直接收录。先把 2020 年 CMO 第 4 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。

这类题最怕一上来套公式。先把图景或语言条件说清楚,答案通常会少绕很多路。