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番外 · 题谱 · 1993 · P4

1993 USAMO 第 4 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 1993 P4 number-theory

Let aa, bb be odd positive integers. Define the sequence (fn)(f_n) by putting f1=af_1 = a, f2=bf_2 = b, and by letting fnf_n for n3n\ge3 be the greatest odd divisor of fn1+fn2f_{n-1} + f_{n-2}. Show that fnf_n is constant for nn sufficiently large and determine the eventual value as a function of aa and bb.

aabb为奇数正整数。通过设置 f1=af_1 = af2=bf_2 = b 来定义序列 (fn)(f_n),并让 n3n\ge3fnf_nfn1+fn2f_{n-1} + f_{n-2} 的最大奇除数。证明 fnf_nnn 足够大的情况下是常数,并确定最终值作为 aabb 的函数。

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。1993 年 USAMO P4 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?