灯下 登录
番外 · 题谱 · 2012 · P26

2012 IMO Shortlist N4

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 2012 N4 number-theory

An integer aa is called friendly if the equation (m2+n)(n2+m)=a(mn)3\left(m^{2}+n\right)\left(n^{2}+m\right)=a(m-n)^{3} has a solution over the positive integers. a) Prove that there are at least 500 friendly integers in the set {1,2,,2012}\{1,2, \ldots, 2012\}. b) Decide whether a=2a=2 is friendly.

如果方程 (m2+n)(n2+m)=a(mn)3\left(m^{2}+n\right)\left(n^{2}+m\right)=a(m-n)^{3} 在正整数上有解,则整数 aa 被称为友好的。 a) 证明集合 {1,2,,2012}\{1,2, \ldots, 2012\} 中至少有 500 个友好整数。 b) 判断a=2a=2是否友好。

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。2012 年 IMO Shortlist N4 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?