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番外 · 题谱 · 2023 · P6

2023 IMO Shortlist A6

代数 · 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 2023 A6 algebra

Let k2k \geq 2 be an integer. Determine all sequences of positive integers a1,a2,a_{1}, a_{2}, \ldots for which there exists a monic polynomial PP of degree kk with non-negative integer coefficients such that P(an)=an+1an+2an+kP\left(a_{n}\right)=a_{n+1} a_{n+2} \cdots a_{n+k} for every integer n1n \geq 1. (Malaysia)

k2k \geq 2 为整数。确定所有正整数序列 a1,a2,a_{1}, a_{2}, \ldots,其中存在一个具有非负整数系数的 kk 次一元多项式 PP,使得对于每个整数 n1n \geq 1 P(an)=an+1an+2an+kP\left(a_{n}\right)=a_{n+1} a_{n+2} \cdots a_{n+k}。 (马来西亚)

提示 1

先把题面里的关系改写成一个干净的代数对象。

提示 2

寻找不变量、对称式或一个可以降次数的替换。

提示 3

最后用判别式、因式分解、单调性或构造把所有可能排完。

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。2023 年 IMO Shortlist A6 可先归入代数: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?