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番外 · 题谱 · 2001 · P8

2001 IMO Shortlist S08

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 2001 S08 number-theory

A set of three nonnegative integers {x,y,z}\{x,y,z\} with x<y<zx < y < z is called *historic* if {zy,yx}={1776,2001}\{z-y,y-x\} = \{1776,2001\} . Show that the set of all nonnegative integers can be written as the union of pairwise disjoint historic sets.

如果 {zy,yx}={1776,2001}\{z-y,y-x\} = \{1776,2001\} ,则三个非负整数 {x,y,z}\{x,y,z\}x<y<zx < y < z 的集合称为*历史*。证明所有非负整数的集合可以写成成对不相交历史集合的并集。

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 S08 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?