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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / A2 · algebra

2011 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 2011 A2 algebra

Determine all sequences (x1,x2,,x2011)\left(x_{1}, x_{2}, \ldots, x_{2011}\right) of positive integers such that for every positive integer nn there is an integer aa with x1n+2x2n++2011x2011n=an+1+1.x_{1}^{n}+2 x_{2}^{n}+\cdots+2011 x_{2011}^{n}=a^{n+1}+1 .

确定正整数的所有序列(x1,x2,,x2011)\left(x_{1}, x_{2}, \ldots, x_{2011}\right),使得对于每个正整数nn,都有一个整数aa,其中x1n+2x2n++2011x2011n=an+1+1x_{1}^{n}+2 x_{2}^{n}+\cdots+2011 x_{2011}^{n}=a^{n+1}+1 。

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。2011 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?