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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / S13 · number-theory

2004 IMO Shortlist S13

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 2004 S13 number-theory

Let τ(n)\tau(n) denote the number of positive divisors of the positive integer nn . Prove that there exist infinitely many positive integers aa such that the equation τ(an)=n\tau(an)=n does not have a positive integer solution nn .

τ(n)\tau(n) 表示正整数 nn 的正因数数。证明存在无穷多个正整数 aa 使得方程 τ(an)=n\tau(an)=n 没有正整数解 nn

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。2004 年 IMO Shortlist S13 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?