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。
Consider , and let be a multiset of positive integers. Let . Assume that for every , the set contains at most numbers. Show that there are infinitely many for which the sum of the elements in is at most . (A multiset is a set-like collection of elements in which order is ignored, but repetition of elements is allowed and multiplicity of elements is significant. For example, multisets and are equivalent, but and differ.)
考虑 ,并令 为正整数的多重集。设。假设对于每个 ,集合 最多包含 个数字。证明存在无限多个 ,其中 中的元素之和至多为 。 (多重集是类似集合的元素集合,其中顺序被忽略,但允许元素重复,并且元素的重数很重要。例如,多重集 和 是等价的,但 和 不同。)
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 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。
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?