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。
Fix an integer . Two players, called Ana and Banana, play the following game of numbers: Initially, some integer gets written on the blackboard. Then they take moves in turn, with Ana beginning. A player making a move erases the number just written on the blackboard and replaces it by some number with that is coprime to . The first player who cannot move anymore loses. An integer is called good if Banana has a winning strategy when the initial number is , and bad otherwise. Consider two integers with the property that each prime number divides if and only if it divides . Prove that either both and are good or both are bad. (Italy)
修复整数 。两个玩家,Ana 和 Banana,玩以下数字游戏: 最初,一些整数 被写在黑板上。然后他们轮流采取行动,安娜开始。进行移动的玩家擦除刚刚写在黑板上的数字 ,并将其替换为与 互质的某个数字 ,其中 。第一个不能再移动的玩家就输了。如果 Banana 在初始数字为 时有获胜策略,则整数 称为良好,否则称为不良。考虑两个整数 ,每个素数 整除 当且仅当它整除 。证明 和 要么都是好,要么都是坏。 (意大利)
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。2013 年 IMO Shortlist N5 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?