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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / S07 · number-theory

2005 IMO Shortlist S07

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 2005 S07 number-theory

Let P(x)=anxn+an1xn1++a0P(x)=a_{n}x^{n}+a_{n-1}x^{n-1}+\ldots+a_{0} , where a0,,ana_{0},\ldots,a_{n} are integers, an>0a_{n}>0 , n2n\geq 2 . Prove that there exists a positive integer mm such that P(m!)P(m!) is a composite number.

P(x)=anxn+an1xn1++a0P(x)=a_{n}x^{n}+a_{n-1}x^{n-1}+\ldots+a_{0} ,其中 a0,,ana_{0},\ldots,a_{n} 是整数, an>0a_{n}>0n2n\geq 2 。证明存在一个正整数 mm 使得 P(m!)P(m!) 是一个合数。

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。2005 年 IMO Shortlist S07 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?