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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / S06 · number-theory

2001 IMO Shortlist S06

题面据 IMO Shortlist 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。

IMO Shortlist 2001 S06 number-theory

Let A=(a1,a2,,a2001)A = (a_1, a_2, \ldots, a_{2001}) be a sequence of positive integers. Let mm be the number of 3-element subsequences (ai,aj,ak)(a_i,a_j,a_k) with 1i<j<k20011 \leq i < j < k \leq 2001 , such that aj=ai+1a_j = a_i + 1 and ak=aj+1a_k = a_j + 1 . Considering all such sequences AA , find the greatest value of mm .

A=(a1,a2,,a2001)A = (a_1, a_2, \ldots, a_{2001}) 为正整数序列。令 mm 为 3 元素子序列 (ai,aj,ak)(a_i,a_j,a_k) 的数量,其中 1i<j<k20011 \leq i < j < k \leq 2001 ,使得 aj=ai+1a_j = a_i + 1ak=aj+1a_k = a_j + 1 。考虑所有此类序列 AA ,找到 mm 的最大值。

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。2001 年 IMO Shortlist S06 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?