灯下 登录
番外 · 题谱 · 2010 · P25

2010 IMO Shortlist N3

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 2010 N3 number-theory

Find the smallest number nn such that there exist polynomials f1,f2,,fnf_{1}, f_{2}, \ldots, f_{n} with rational coefficients satisfying x2+7=f1(x)2+f2(x)2++fn(x)2.x^{2}+7=f_{1}(x)^{2}+f_{2}(x)^{2}+\cdots+f_{n}(x)^{2} . (Poland) Answer. The smallest nn is 5 .

找到最小数 nn,使得存在多项式 f1,f2,,fnf_{1}, f_{2}, \ldots, f_{n},其有理系数满足 x2+7=f1(x)2+f2(x)2++fn(x)2x^{2}+7=f_{1}(x)^{2}+f_{2}(x)^{2}+\cdots+f_{n}(x)^{2} 。(波兰)答案。最小的 nn 是 5 。

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。2010 年 IMO Shortlist N3 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?