灯下 登录
番外 · 题谱 · 1997 · P2

1997 IMO 第 2 题

代数 · P2/P5 · 中段题

题面据 IMO 可核档案整理;中文题意为本站自译或改写,正式公式请以原始来源为准。PDF:https://www.imo-official.org/problems/1997/eng.pdf。本站于 2026-05-13 将 IMO 题谱生成范围校验至 2025 年。

IMO 1997 P2 algebra

Let R1,R2,R_{1}, R_{2}, \ldots be the family of finite sequences of positive integers defined by the following rules: R1=(1)R_{1}=(1), and if Rn1=(x1,,xs)R_{n-1}=\left(x_{1}, \ldots, x_{s}\right), then Rn=(1,2,,x1,1,2,,x2,,1,2,,xs,n)R_{n}=\left(1,2, \ldots, x_{1}, 1,2, \ldots, x_{2}, \ldots, 1,2, \ldots, x_{s}, n\right) For example, R2=(1,2),R3=(1,1,2,3),R4=(1,1,1,2,1,2,3,4)R_{2}=(1,2), R_{3}=(1,1,2,3), R_{4}=(1,1,1,2,1,2,3,4). Prove that if n>1n>1, then the kk th term from the left in RnR_{n} is equal to 1 if and only if the kk th term from the right in RnR_{n} is different from 1.

R1,R2,R_{1}, R_{2}, \ldots 为由以下规则定义的有限正整数序列族:R1=(1)R_{1}=(1),并且如果 Rn1=(x1,,xs)R_{n-1}=\left(x_{1}, \ldots, x_{s}\right),则 Rn=(1,2,,x1,1,2,,x2,,1,2,,xs,n)R_{n}=\left(1,2, \ldots, x_{1}, 1,2, \ldots, x_{2}, \ldots, 1,2, \ldots, x_{s}, n\right) 例如,R2=(1,2)R3=(1,1,2,3)R4=(1,1,1,2,1,2,3,4)R_{2}=(1,2)、R_{3}=(1,1,2,3)、R_{4}=(1,1,1,2,1,2,3,4)。证明如果 n>1n>1,则 RnR_{n} 中从左边算起的第 kk 项等于 1 当且仅当 RnR_{n} 中从右边算起的第 kk 项不等于 1。

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

题面来自可核来源,本站补原创提示和解法骨架。 先把 1997 年第 2 题归入 algebra:代数结构题:先把变量、方程或多项式关系整理成少数几个不变量,再看对称性、单调性或根的分布。 完整解答的主线是先翻译题设,提取一个不变量或标准构型;第二步用提示阶梯里的入口建立关键等式;第三步把剩余情形分完,并回到题目要求检查边界和等号。P2 的题位也给出节奏提示:P1/P4 多半从直接观察起步,P2/P5 需要一个中间引理,P3/P6 则要把两个看似分开的条件接到同一个结构上。