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番外 · 题谱 · 1997 · P6

1997 IMO 第 6 题

几何 / 组合 · P3/P6 · 超难题

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 P6 geometrycombinatorics

(a) Let nn be a positive integer. Prove that there exist distinct positive integers x,y,zx, y, z such that xn1+yn=zn+1.x^{n-1}+y^{n}=z^{n+1} . (b) Let a,b,ca, b, c be positive integers such that aa and bb are relatively prime and cc is relatively prime either to aa or to bb. Prove that there exist infinitely many triples (x,y,z)(x, y, z) of distinct positive integers x,y,zx, y, z such that xa+yb=zc.x^{a}+y^{b}=z^{c} . Original formulation: Let a,b,c,na, b, c, n be positive integers such that nn is odd and aca c is relatively prime to 2b2 b. Prove that there exist distinct positive integers x,y,zx, y, z such that (i) xa+yb=zcx^{a}+y^{b}=z^{c}, and (ii) xyzx y z is relatively prime to nn.

(a) 设nn为正整数。证明存在不同的正整数 x,y,zx, y, z 使得 xn1+yn=zn+1x^{n-1}+y^{n}=z^{n+1} 。 (b) 设abca、b、c 为正整数,使得aabb 互质,并且ccaabb 互质。证明存在无限多个不同正整数 x,y,zx, y, z 的三元组 (x,y,z)(x, y, z) ,使得 xa+yb=zcx^{a}+y^{b}=z^{c} 。 原始公式:设abcna、b、c、n 为正整数,使得nn 为奇数且aca c2b2 b 互质。证明存在不同的正整数 x,y,zx, y, z,使得 (i) xa+yb=zcx^{a}+y^{b}=z^{c},并且 (ii) xyzx y znn 互质。

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

题面来自可核来源,本站补原创提示和解法骨架。 先把 1997 年第 6 题归入 geometry / combinatorics:几何结构题:先画出关键点线圆,寻找相似、角追、幂、面积或仿射变换中最稳定的量。 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。P6 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。