灯下 登录
番外 · 题谱 · 2020 · P30

2020 IMO Shortlist N5

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 2020 N5 number-theory

Determine all functions ff defined on the set of all positive integers and taking non-negative integer values, satisfying the three conditions: (i) f(n)0f(n) \neq 0 for at least one nn; (ii) f(xy)=f(x)+f(y)f(x y)=f(x)+f(y) for every positive integers xx and yy; (iii) there are infinitely many positive integers nn such that f(k)=f(nk)f(k)=f(n-k) for all k<nk<n. (Croatia)

确定在所有正整数集合上定义的所有函数 ff 并取非负整数值,满足三个条件: (i) f(n)0f(n) \neq 0 对于至少一个 nn; (ii) 对于每个正整数 xxyyf(xy)=f(x)+f(y)f(x y)=f(x)+f(y); (iii) 存在无限多个正整数 nn,对于所有 k<nk<nf(k)=f(nk)f(k)=f(n-k)。 (克罗地亚)

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。2020 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?