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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / N4 · number-theory

2006 IMO Shortlist N4

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 2006 N4 number-theory

Let PP be a polynomial of degree n>1n>1 with integer coefficients and let kk be any positive integer. Consider the polynomial Q(x)=P(P(P(P(x))))Q(x)=P(P(\ldots P(P(x)) \ldots)), with kk pairs of parentheses. Prove that QQ has no more than nn integer fixed points, i.e. integers satisfying the equation Q(x)=xQ(x)=x. (Romania)

PP 为具有整数系数的 n>1n>1 次多项式,并令 kk 为任意正整数。考虑多项式 Q(x)=P(P(P(P(x))))Q(x)=P(P(\ldots P(P(x)) \ldots)),带有 kk 对括号。证明 QQ 不超过 nn 个整数不动点,即满足方程 Q(x)=xQ(x)=x 的整数。 (罗马尼亚)

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。2006 年 IMO Shortlist N4 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?