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番外 · 闲灯 / 国际数学奥林匹克 / P4 · combinatorics

1981 IMO 第 4 题

题面据 IMO 可核档案整理;中文题意为本站自译或改写,正式公式请以原始来源为准。PDF:https://www.imo-official.org/problems/1981/eng.pdf。本站于 2026-05-13 将 IMO 题谱生成范围校验至 2025 年。

IMO 1981 P4 combinatorics

Let {fn}\left\{f_{n}\right\} be the Fibonacci sequence {1,1,2,3,5,}\{1,1,2,3,5, \ldots\}. (a) Find all pairs (a,b)(a, b) of real numbers such that for each n,afn+bfn+1n, a f_{n}+b f_{n+1} is a member of the sequence. (b) Find all pairs (u,v)(u, v) of positive real numbers such that for each nn, ufn2+vfn+12u f_{n}^{2}+v f_{n+1}^{2} is a member of the sequence.

{fn}\left\{f_{n}\right\} 为斐波那契数列 {1,1,2,3,5,}\{1,1,2,3,5, \ldots\}。 (a) 找到所有实数对 (a,b)(a, b),使得对于每个 nfn+bfn+1n,f_{n}+b f_{n+1} 是序列的成员。 (b) 找到所有正实数对 (u,v)(u, v),使得对于每个 nnufn2+vfn+12u f_{n}^{2}+v f_{n+1}^{2} 是序列的成员。

提示 1

先决定要数什么对象,或把关系画成图。

提示 2

找一个极端对象、双计数式或不变量。

提示 3

把局部限制累加成全局矛盾或构造。

完整解答

题面来自可核来源,本站补原创提示和解法骨架。 先把 1981 年第 4 题归入 combinatorics:组合结构题:先把对象翻成集合、图、排列或计数过程,抓住不变量、极端对象和双计数入口。 完整解答的主线是先翻译题设,提取一个不变量或标准构型;第二步用提示阶梯里的入口建立关键等式;第三步把剩余情形分完,并回到题目要求检查边界和等号。P4 的题位也给出节奏提示:P1/P4 多半从直接观察起步,P2/P5 需要一个中间引理,P3/P6 则要把两个看似分开的条件接到同一个结构上。

这题适合拿来练“先不看解答”的耐心:不要急着套大定理,先把题位、主题和题设中最硬的限制写成一行。