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番外 · 闲灯 / 国际数学奥林匹克 / P1 · number-theory

2001 IMO 第 1 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/2001/eng.pdf。本站于 2026-05-13 将 IMO 题谱生成范围校验至 2025 年。

IMO 2001 P1 number-theory

A1 (IND) Let TT denote the set of all ordered triples (p,q,r)(p, q, r) of nonnegative integers. Find all functions f:TRf: T \rightarrow \mathbb{R} such that f(p,q,r)={0 if pqr=01+16(f(p+1,q1,r)+f(p1,q+1,r)+f(p1,q,r+1)+f(p+1,q,r1)+f(p,q+1,r1)+f(p,q1,r+1)) otherwise. f(p, q, r)=\left\{\begin{array}{rrr} 0 & & \text { if } p q r=0 \\ 1+\frac{1}{6} & (f(p+1, q-1, r)+f(p-1, q+1, r) & \\ & +f(p-1, q, r+1)+f(p+1, q, r-1) & \\ & +f(p, q+1, r-1)+f(p, q-1, r+1)) & \\ & \text { otherwise. } \end{array}\right.

A1 (IND) 设 TT 表示所有有序三元组 (p,q,r)(p, q, r) 非负整数的集合。查找所有函数 f:TRf: T \rightarrow \mathbb{R} 使得 f(p, q, r)=\left\{\begin{array}{rrr} 0 & & \text { if } p q r=0 \\ 1+\frac{1}{6} & (f(p+1, q-1, r)+f(p-1, q+1, r) & \\ & +f(p-1, q, r+1)+f(p+1, q, r-1) & \\ & +f(p, q+1, r-1)+f(p, q-1, r+1)) & \\ & \text { 否则。 } \end{数组}\对。

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

题面来自可核来源,本站补原创提示和解法骨架。 先把 2001 年第 1 题归入 number theory:数论结构题:先看同余、整除、最大公因数和 p 进赋值,再用构造或反证把整数条件锁紧。 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。P1 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。