灯下 登录
番外 · 题谱 · 2024 · P6

2024 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。 PDF:https://www.imo-official.org/problems/IMO2024SL.pdf。

IMO Shortlist 2024 A6 algebra

Let a0,a1,a2,a_0,a_1,a_2,\ldots be an infinite strictly increasing sequence of positive integers such that for each n1n\ge 1 we have

$$

a_n\in\left\{\frac{a_{n-1}+a_{n+1}}2,\sqrt{a_{n-1}a_{n+1}}\right\}.

$$

Let b1,b2,b_1,b_2,\ldots be an infinite sequence of letters defined by

$$

b_n=\begin{cases}

A, & \text{if } a_n=\frac{a_{n-1}+a_{n+1}}2,\\

G, & \text{otherwise.}

\end{cases}

$$

Prove that there exist positive integers n0n_0 and dd such that for all nn0n\ge n_0 we have bn+d=bnb_{n+d}=b_n.

a0,a1,a2,a_0,a_1,a_2,\ldots 是一个无限严格递增的正整数列,并且对每个 n1n\ge 1

$$

a_n\in\left\{\frac{a_{n-1}+a_{n+1}}2,\sqrt{a_{n-1}a_{n+1}}\right\}.

$$

定义字母序列 b1,b2,b_1,b_2,\ldots

$$

b_n=\begin{cases}

A, & \text{若 } a_n=\frac{a_{n-1}+a_{n+1}}2,\\

G, & \text{否则。}

\end{cases}

$$

证明存在正整数 n0n_0dd,使得对所有 nn0n\ge n_0 都有 bn+d=bnb_{n+d}=b_n

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。2024 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?