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番外 · 题谱 · 2014 · P23

2014 IMO Shortlist N1

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 2014 N1 number-theory

Let n2n \geq 2 be an integer, and let AnA_{n} be the set An={2n2kkZ,0k<n}.A_{n}=\left\{2^{n}-2^{k} \mid k \in \mathbb{Z}, 0 \leq k<n\right\} . Determine the largest positive integer that cannot be written as the sum of one or more (not necessarily distinct) elements of AnA_{n}. (Serbia)

n2n \geq 2 为整数,并令 AnA_{n} 为集合 An={2n2kkZ,0k<n}A_{n}=\left\{2^{n}-2^{k} \mid k \in \mathbb{Z}, 0 \leq k<n\right\} 。 确定不能写为 AnA_{n} 的一个或多个(不一定不同)元素之和的最大正整数。 (塞尔维亚)

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。2014 年 IMO Shortlist N1 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?