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番外 · 题谱 · 2019 · P3

2019 USAMO 第 3 题

数论 · P3/P6 · 压轴题

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 2019 P3 number-theory

Let KK be the set of all positive integers that do not contain the digit 77 in their base-1010 representation. Find all polynomials ff with nonnegative integer coefficients such that f(n)Kf(n)\in K whenever nKn\in K.

KK 为所有在其基数 1010 表示中不包含数字 77 的正整数的集合。查找所有具有非负整数系数的多项式 ff,使得每当 nKn\in K 时,f(n)Kf(n)\in K 成立。

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。2019 年 USAMO P3 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?