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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / N2 · number-theory

2011 IMO Shortlist N2

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 N2 number-theory

Consider a polynomial P(x)=(x+d1)(x+d2)(x+d9)P(x)=\left(x+d_{1}\right)\left(x+d_{2}\right) \cdot \ldots \cdot\left(x+d_{9}\right), where d1,d2,,d9d_{1}, d_{2}, \ldots, d_{9} are nine distinct integers. Prove that there exists an integer NN such that for all integers xNx \geq N the number P(x)P(x) is divisible by a prime number greater than 20 .

考虑一个多项式 P(x)=(x+d1)(x+d2)(x+d9)P(x)=\left(x+d_{1}\right)\left(x+d_{2}\right) \cdot \ldots \cdot\left(x+d_{9}\right),其中 d1d2d9d_{1}、d_{2}、\ldots、d_{9} 是九个不同的整数。证明存在一个整数 NN ,使得对于所有整数 xNx \geq N ,数字 P(x)P(x) 可以被大于 20 的素数整除。

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。2011 年 IMO Shortlist N2 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?