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。
Find the least positive integer for which there exists a set consisting of distinct positive integers such that . Same as Problem N1, but the constant is replaced by . (Canada) Answer for Problem N1. . Solution for Problem N1. Suppose that for some there exist the desired numbers; we may assume that . Surely since otherwise . So we have , hence for each . Therefore which implies so . Now we are left to show that fits. Consider the set which contains exactly 39 numbers. We have hence for there exists a desired example. Comment. One can show that the example (1) is unique. Answer for Problem N1' . Solution for Problem N1'. Suppose that for some there exist the desired numbers. In the same way we obtain that . Moreover, since the denominator of the fraction is divisible by 67 , some of 's should be divisible by 67 , so . This means that which implies so . Now we are left to show that fits. Consider the set which contains exactly 48 numbers. We have hence for there exists a desired example. Comment 1. In this version of the problem, the estimate needs one more step, hence it is a bit harder. On the other hand, the example in this version is not unique. Another example is Comment 2. N1' was the Proposer's formulation of the problem. We propose N1 according to the number of current IMO.
找到最小正整数 ,其中存在由 个不同正整数组成的集合 ,使得 。与问题 N1 相同,但常数 被 替换。 (加拿大)问题N1的答案。 。问题N1的解决方案。假设对于某些 存在所需的数字;我们可以假设 。当然,否则。所以我们有 ,因此对于每个 都有 。因此 这意味着 因此 。现在我们需要证明 适合。考虑集合 ,它恰好包含 39 个数字。我们有 因此对于 存在一个所需的示例。评论。可以证明例子(1)是唯一的。问题 N1' 的答案 。问题N1'的解决方案。假设对于某些 存在所需的数字。以同样的方式我们得到。此外,由于分数 的分母可以被 67 整除,所以 中的一些应该可以被 67 整除,所以 。这意味着 这意味着 所以 。现在我们需要证明 适合。考虑集合 ,它恰好包含 48 个数字。我们有 因此对于 存在一个所需的示例。评论 1. 在这个版本的问题中,估计需要多一步,因此有点困难。另一方面,这个版本中的例子并不是唯一的。另一个例子是 Comment 2. N1' 是提案者对问题的表述。我们根据当前IMO的数量提出N1。
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。2010 年 IMO Shortlist N1 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?