题面 USAMO · 2012 · P6
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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。
For integer , let , , , be real numbers satisfying
For each subset , define
(If is the empty set, then .)
Prove that for any positive number , the number of sets satisfying is at most . For what choices of , , , , does equality hold?
对于整数,设、、、为实数,满足
$$
x_1 + x_2 + \dots + x_n = 0,\quad \text{和} \quad x_1^2 + x_2^2 + \dots + x_n^2 = 1。
$$
对于每个子集 ,定义
(如果 是空集,则 。)
证明对于任意正数,满足的集合的个数至多为。对于 、、、、 的哪些选择,等式成立?
提示阶梯 已展开 0/3 档
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。
解答 folded
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。2012 年 USAMO P6 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。
闲谈 aside
闲谈 aside
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?