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。
Let be a positive integer. Each cell of an table contains an integer. Suppose that the following conditions are satisfied: (i) Each number in the table is congruent to 1 modulo ; (ii) The sum of numbers in any row, as well as the sum of numbers in any column, is congruent to modulo . Let be the product of the numbers in the row, and be the product of the numbers in the column. Prove that the sums and are congruent modulo . (Indonesia)
令 为正整数。 表的每个单元格都包含一个整数。假设满足以下条件: (i) 表中的每个数字都与 1 模 全等; (ii) 任何行中的数字之和以及任何列中的数字之和都等于 模 。令 为 行中数字的乘积, 为 列中数字的乘积。证明 和 模 全等。 (印度尼西亚)
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。2018 年 IMO Shortlist N2 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?