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番外 · 题谱 · 1985 · P1

1985 USAMO 第 1 题

数论 · P1/P4 · 起手题

题面据 USAMO 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。

USAMO 1985 P1 number-theory

Determine whether or not there are any positive integral solutions of the simultaneous equations


\begin{aligned} x_1^2 +x_2^2 +\cdots +x_{1985}^2 & = y^3,\\ x_1^3 +x_2^3 +\cdots +x_{1985}^3 & = z^2 \end{aligned}

with distinct integers x1,x2,,x1985x_1,x_2,\cdots,x_{1985}.

确定联立方程组是否存在正积分解

$$

$$

\begin{对齐} x_1^2 +x_2^2 +\cdots +x_{1985}^2 & = y^3,\\ x_1^3 +x_2^3 +\cdots +x_{1985}^3 & = z^2 \end{对齐}

$$

$$

具有不同的整数 x1,x2,,x1985x_1,x_2,\cdots,x_{1985}

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。1985 年 USAMO P1 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?