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番外 · 闲灯 / 亚太数学奥林匹克 / P3 · number-theory

2025 APMO 第 3 题

题面据 APMO 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。

APMO 2025 P3 number-theory

Let P(x)P(x) be a non- constant polynomial with integer coefficients such that P(0)0P(0) \neq 0 . Let a1,a2,a3,a_{1}, a_{2}, a_{3}, \ldots be an infinite sequence of integers such that P(ij)P(i - j) divides aiaja_{i} - a_{j} for all distinct positive integers i,ji, j . Prove that the sequence a1,a2,a3,a_{1}, a_{2}, a_{3}, \ldots must be constant, that is, ana_{n} equals a constant cc for all nn positive integer.

P(x)P(x) 为具有整数系数的非常数多项式,使得 P(0)0P(0) \neq 0 。令 a1,a2,a3,a_{1}, a_{2}, a_{3}, \ldots 为无限整数序列,使得 P(ij)P(i - j) 能除以 aiaja_{i} - a_{j} 得到所有不同的正整数 i,ji, j 。证明序列 a1,a2,a3,a_{1}, a_{2}, a_{3}, \ldots 必须是常数,即对于所有 nn 正整数,ana_{n} 等于常数 cc

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。2025 年 APMO 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?