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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / N7 · number-theory

2023 IMO Shortlist N7

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 2023 N7 number-theory

Let a,b,c,da, b, c, d be positive integers satisfying aba+b+cdc+d=(a+b)(c+d)a+b+c+d\frac{a b}{a+b}+\frac{c d}{c+d}=\frac{(a+b)(c+d)}{a+b+c+d} Determine all possible values of a+b+c+da+b+c+d. (Netherlands)

a,b,c,da, b, c, d为正整数,满足aba+b+cdc+d=(a+b)(c+d)a+b+c+d\frac{a b}{a+b}+\frac{c d}{c+d}=\frac{(a+b)(c+d)}{a+b+c+d}确定a+b+c+da+b+c+d的所有可能值。 (荷兰)

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。2023 年 IMO Shortlist N7 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?