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番外 · 题谱 · 2000 · P6

2000 IMO Shortlist S06

数论 · P3/P6 · 压轴题

题面据 IMO Shortlist 可核档案整理;中文题意为本站自译,公式请以原始来源为准。

IMO Shortlist 2000 S06 number-theory

Let pp and qq be relatively prime positive integers. A subset SS of {0,1,2,}\{0, 1, 2, \ldots \} is called **ideal** if 0S0 \in S and for each element nS,n \in S, the integers n+pn + p and n+qn + q belong to S.S. Determine the number of ideal subsets of {0,1,2,}.\{0, 1, 2, \ldots \}.

ppqq为互素正整数。 {0,1,2,}\{0, 1, 2, \ldots \} 的子集 SS 被称为**理想**,如果 0S0 \in S 并且对于每个元素 nSn \in S,整数 n+pn + pn+qn + q 属于 SS。 确定 {0,1,2,}\{0, 1, 2, \ldots \} 的理想子集的数量。$

提示 1

先看同余、整除、最大公因数和 p 进赋值。

提示 2

把整数条件转成同余方程、指数比较或下降过程。

提示 3

若要存在性,用构造;若要唯一性,用最小反例、无限下降或模限制。

完整解答

这页先给题面、题型和提示阶梯,完整证明留给读者逐步展开。2000 年 IMO Shortlist S06 可先归入数论:第一步把题设翻成对象、条件、目标三行;第二步沿提示寻找不变量、标准构型或关键变形;第三步补齐边界情形,并回到题目原要求核对。

这题适合先独立想一轮再打开提示。不要急着搜索完整解答,先问自己:题面里最硬的限制是哪一句?