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。 PDF:https://www.imo-official.org/problems/IMO2024SL.pdf。
Let be an infinite strictly increasing sequence of positive integers such that for each we have
$$
a_n\in\left\{\frac{a_{n-1}+a_{n+1}}2,\sqrt{a_{n-1}a_{n+1}}\right\}.
$$
Let be an infinite sequence of letters defined by
$$
b_n=\begin{cases}
A, & \text{if } a_n=\frac{a_{n-1}+a_{n+1}}2,\\
G, & \text{otherwise.}
\end{cases}
$$
Prove that there exist positive integers and such that for all we have .
设 是一个无限严格递增的正整数列,并且对每个 ,
$$
a_n\in\left\{\frac{a_{n-1}+a_{n+1}}2,\sqrt{a_{n-1}a_{n+1}}\right\}.
$$
定义字母序列 为
$$
b_n=\begin{cases}
A, & \text{若 } a_n=\frac{a_{n-1}+a_{n+1}}2,\\
G, & \text{否则。}
\end{cases}
$$
证明存在正整数 和 ,使得对所有 都有 。
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。2024 年 IMO Shortlist A6 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?