灯下 登录
番外 · 题谱 · 2015 · P22

2015 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 2015 N1 number-theory

Determine all positive integers MM for which the sequence a0,a1,a2,a_{0}, a_{1}, a_{2}, \ldots, defined by a0=2M+12a_{0}=\frac{2 M+1}{2} and ak+1=akaka_{k+1}=a_{k}\left\lfloor a_{k}\right\rfloor for k=0,1,2,k=0,1,2, \ldots, contains at least one integer term. (Luxembourg)

确定由 a0=2M+12a_{0}=\frac{2 M+1}{2}ak+1=akaka_{k+1}=a_{k}\left\lfloor a_{k}\right\rfloor 定义的序列 a0,a1,a2,a_{0}, a_{1}, a_{2}, \ldots 至少包含一个整数项的所有正整数 MM,其中 k=0,1,2,k=0,1,2, \ldots。 (卢森堡)

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。2015 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?