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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / A7 · algebra

2022 IMO Shortlist A7

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 2022 A7 algebra

For a positive integer nn we denote by s(n)s(n) the sum of the digits of nn. Let P(x)=P(x)= xn+an1xn1++a1x+a0x^{n}+a_{n-1} x^{n-1}+\cdots+a_{1} x+a_{0} be a polynomial, where n2n \geq 2 and aia_{i} is a positive integer for all 0in10 \leq i \leq n-1. Could it be the case that, for all positive integers k,s(k)k, s(k) and s(P(k))s(P(k)) have the same parity? (Belarus)

对于正整数 nn,我们用 s(n)s(n) 表示 nn 的数字之和。设 P(x)=P(x)= xn+an1xn1++a1x+a0x^{n}+a_{n-1} x^{n-1}+\cdots+a_{1} x+a_{0} 为多项式,其中 n2n \geq 2aia_{i} 为所有 0in10 \leq i \leq n-1 的正整数。对于所有正整数 ks(k)k、s(k)s(P(k))s(P(k)) 是否具有相同的奇偶校验? (白俄罗斯)

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。2022 年 IMO Shortlist A7 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?