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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / A2 · algebra

2007 IMO Shortlist A2

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 2007 A2 algebra

Consider those functions f:NNf: \mathbb{N} \rightarrow \mathbb{N} which satisfy the condition f(m+n)f(m)+f(f(n))1f(m+n) \geq f(m)+f(f(n))-1 for all m,nNm, n \in \mathbb{N}. Find all possible values of f(2007)f(2007). (N(\mathbb{N} denotes the set of all positive integers.) (Bulgaria) Answer. 1, 2, .., 2008.

考虑那些函数 f:NNf: \mathbb{N} \rightarrow \mathbb{N} 对于所有 m,nNm, n \in \mathbb{N} 满足条件 f(m+n)f(m)+f(f(n))1f(m+n) \geq f(m)+f(f(n))-1。找出 f(2007)f(2007) 的所有可能值。 (N(\mathbb{N} 表示所有正整数的集合。) (保加利亚) 答案。 1、2、……,2008 年。

提示 1

先把题面里的关系改写成一个干净的代数对象。

提示 2

寻找不变量、对称式或一个可以降次数的替换。

提示 3

最后用判别式、因式分解、单调性或构造把所有可能排完。

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。2007 年 IMO Shortlist A2 可先归入代数: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?