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2023 IMO 第 3 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/2023/eng.pdf。本站于 2026-05-13 将 IMO 题谱生成范围校验至 2025 年。

IMO 2023 P3 geometry

For each integer k2k\geq 2 , determine all infinite sequences of positive integers a1a_{1} , a2a_{2} , ... for which there exists a polynomial PP of the form

P(x)=xk+ck1xk1++c1x+c0,P(x) = x^{k} + c_{k - 1}x^{k - 1} + \dots +c_{1}x + c_{0},

where c0c_{0} , c1c_{1} , ..., ck1c_{k - 1} are non-negative integers, such that

P(an)=an+1an+2an+kP(a_{n}) = a_{n + 1}a_{n + 2}\cdot \cdot \cdot a_{n + k}

for every integer n1n\geq 1

对于每个整数 k2k\geq 2 ,确定正整数的所有无限序列 a1a_{1}a2a_{2} ,...,其中存在以下形式的多项式 PP

P(x)=xk+ck1xk1++c1x+c0,P(x) = x^{k} + c_{k - 1}x^{k - 1} + \dots +c_{1}x + c_{0},

其中 c0c_{0} , c1c_{1} , ..., ck1c_{k - 1} 是非负整数,这样

P(an)=an+1an+2an+kP(a_{n}) = a_{n + 1}a_{n + 2}\cdot \cdot \cdot a_{n + k}

对于每个整数 n1n\geq 1

提示 1

先标出所有固定量和会变化的点。

提示 2

尝试角追、相似、圆幂、面积比或坐标化中的一种。

提示 3

把关键等式还原成一个标准定理或一个可构造的辅助点。

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 2023 年第 3 题归入 geometry:几何结构题:先画出关键点线圆,寻找相似、角追、幂、面积或仿射变换中最稳定的量。 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。P3 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。