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番外 · 题谱 · 2004 · P6

2004 IMO Shortlist S06

代数 · 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 2004 S06 algebra

Does there exist a function s:Q{1,1}s: \mathbb{Q} \rightarrow \{-1,1\} such that if xx and yy are distinct rational numbers satisfying xy=1{xy=1} or x+y{0,1}{x+y\in \{0,1\}} , then s(x)s(y)=1{s(x)s(y)=-1} ? Justify your answer.

*Proposed by Dan Brown, Canada*

是否存在函数 s:Q{1,1}s: \mathbb{Q} \rightarrow \{-1,1\} 使得如果 xxyy 是满足 xy=1{xy=1}x+y{0,1}{x+y\in \{0,1\}} 的不同有理数,则 s(x)s(y)=1{s(x)s(y)=-1} ?证明你的答案合理。

*由加拿大 Dan Brown 提出*

提示 1

先把题面里的关系改写成一个干净的代数对象。

提示 2

寻找不变量、对称式或一个可以降次数的替换。

提示 3

最后用判别式、因式分解、单调性或构造把所有可能排完。

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。2004 年 IMO Shortlist S06 可先归入代数: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?