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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / N3 · number-theory

2014 IMO Shortlist N3

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 2014 N3 number-theory

A coin is called a Cape Town coin if its value is 1/n1 / n for some positive integer nn. Given a collection of Cape Town coins of total value at most 99+1299+\frac{1}{2}, prove that it is possible to split this collection into at most 100 groups each of total value at most 1. (Luxembourg)

如果某枚硬币的价值为 1/n1 / n(对于某个正整数 nn),则该硬币被称为开普敦硬币。给定总价值最多为 99+1299+\frac{1}{2} 的开普敦硬币收藏,证明可以将该收藏分为最多 100 组,每组总价值最多为 1。(卢森堡)

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。2014 年 IMO Shortlist N3 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?