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番外 · 题谱 · 2021 · P1

2021 CMO 第 1 题

数论 · 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 2021 P1 number-theory

Let nn be positive integer such that there are exactly 36 different prime numbers that divides n.n. For k=1,2,3,4,5,k=1,2,3,4,5, cnc_n be the number of integers that are mutually prime numbers to nn in the interval [(k1)n5,kn5].[\frac{(k-1)n}{5},\frac{kn}{5}] . c1,c2,c3,c4,c5c_1,c_2,c_3,c_4,c_5 is not exactly the same.Prove that 1i<j5(cicj)2236.\sum_{1\le i<j\le 5}(c_i-c_j)^2\geq 2^{36}.

nn 为正整数,使得正好有 36 个不同的素数整除 nn。 对于 k=1,2,3,4,5k=1,2,3,4,5, cnc_n 是区间 [(k1)n5,kn5]中与[\frac{(k-1)n}{5},\frac{kn}{5}] 中与n互质的整数的数量。互质的整数的数量。 c1,c2,c3,c4,c5c_1,c_2,c_3,c_4,c_5 不完全是相同。证明 1i<j5(cicj)2236\sum_{1\le i<j\le 5}(c_i-c_j)^2\geq 2^{36}。

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 2021 年 CMO 第 1 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。