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番外 · 题谱 · 2018 · P24

2018 IMO Shortlist N3

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 2018 N3 number-theory

Define the sequence a0,a1,a2,a_{0}, a_{1}, a_{2}, \ldots by an=2n+2n/2a_{n}=2^{n}+2^{\lfloor n / 2\rfloor}. Prove that there are infinitely many terms of the sequence which can be expressed as a sum of (two or more) distinct terms of the sequence, as well as infinitely many of those which cannot be expressed in such a way. (Serbia)

通过 an=2n+2n/2a_{n}=2^{n}+2^{\lfloor n / 2\rfloor} 定义序列 a0,a1,a2,a_{0}, a_{1}, a_{2}, \ldots。证明存在无穷多个序列项可以表示为序列的(两个或多个)不同项之和,以及无穷多个不能以这种方式表达的项。 (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。2018 年 IMO Shortlist N3 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?