灯下 登录
番外 · 闲灯 / 中国数学奥林匹克 / P1 · number-theory

1993 CMO 第 1 题

题面据中国数学奥林匹克 / AoPS 可核档案整理;中文题意为本站自译,英文行为来源英译摘要,公式请以原始来源为准。

CMO 1993 P1 number-theory

Given an odd nn , prove that there exist 2n2n integers a1,a2,,ana_1,a_2,\cdots ,a_n ; b1,b2,,bnb_1,b_2,\cdots ,b_n , such that for any integer kk ( 0<k<n0<k<n ), the following 3n3n integers: ai+ai+1,ai+bi,bi+bi+ka_i+a_{i+1}, a_i+b_i, b_i+b_{i+k} ( i=1,2,,n;an+1=a1,bn+j=bj,0<j<ni=1,2,\cdots ,n; a_{n+1}=a_1, b_{n+j}=b_j, 0<j<n ) are of different remainders on division by 3n3n .

给定一个奇数 nn ,证明存在 2n2n 个整数 a1,a2,,ana_1,a_2,\cdots ,a_nb1,b2,,bnb_1,b_2,\cdots ,b_n ,这样对于任何整数 kk ( 0<k<n0<k<n ),以下 3n3n 个整数: ai+ai+1,ai+bi,bi+bi+ka_i+a_{i+1}, a_i+b_i, b_i+b_{i+k} ( i=1,2,,n;an+1=a1,bn+j=bj,0<j<ni=1,2,\cdots ,n; a_{n+1}=a_1, b_{n+j}=b_j, 0<j<n ) 除以 3n3n 时具有不同的余数。

提示 1

先看模小素数、最大公因数或整除链。

提示 2

把整数条件转成同余方程或 p 进指数比较。

提示 3

若要存在性,用构造;若要唯一性,用最小反例或下降。

完整解答

题面已直接收录。先把 1993 年 CMO 第 1 题的条件整理成对象、关系、目标三部分;再沿提示寻找不变量、标准构型或关键变形;最后补齐边界情形,并回到原题要求核对。