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番外 · 题谱 · 2015 · P5

2015 USAMO 第 5 题

数论 · P2/P5 · 中段题

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 2015 P5 number-theory

Let a,b,c,d,ea, b, c, d, e be distinct positive integers such that a4+b4=c4+d4=e5a^4 + b^4 = c^4 + d^4 = e^5. Show that ac+bdac + bd is a composite number.

abcdea、b、c、d、e 为不同的正整数,使得 a4+b4=c4+d4=e5a^4 + b^4 = c^4 + d^4 = e^5。证明 ac+bdac + bd 是一个合数。

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。2015 年 USAMO P5 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?