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番外 · 题谱 · 2001 · P2

2001 IMO Shortlist S02

数论 · P2/P5 · 中段题

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 2001 S02 number-theory

Let a0,a1,a2,a_0, a_1, a_2, \ldots be an arbitrary infinite sequence of positive numbers. Show that the inequality 1+an>an12n1 + a_n > a_{n-1} \sqrt[n]{2} holds for infinitely many positive integers nn .

a0,a1,a2,a_0, a_1, a_2, \ldots 为任意无限正数序列。证明不等式 1+an>an12n1 + a_n > a_{n-1} \sqrt[n]{2} 对于无穷多个正整数 nn 成立。

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。2001 年 IMO Shortlist S02 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?