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番外 · 题谱 · 2022 · P5

2022 IMO 第 5 题

不等式 · 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/2022/eng.pdf。本站于 2026-05-13 将 IMO 题谱生成范围校验至 2025 年。

IMO 2022 P5 inequality

Find all triples (a,b,p)(a,b,p) of positive integers with pp prime and

ap=b!+p.a^{p} = b! + p.

查找所有 pp 为素数的正整数 (a,b,p)(a,b,p) 三元组,并且

ap=b+p.a^{p} = b! + p.

提示 1

先猜等号,再看每一项的量纲和同次性。

提示 2

试着归一化,或把式子拆成柯西、均值、凸性可处理的块。

提示 3

最后检查等号条件是否和题设完全兼容。

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 2022 年第 5 题归入 inequality:不等式题:先判断等号形状,再选用均值、柯西、凸性、重排或归一化,把表达式压成可控的标准型。 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。P5 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。

2022 P5 适合作为不等式训练里的“先猜形状,再选工具”样本。P5 的位置说明它不会只奖励熟练套用模板;更关键的是先看等号、同次性和约束条件,把表达式拆成几个有方向的块。等最后一步回到等号条件时,很多无效尝试会自然被排除。