灯下 登录
番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / N4 · number-theory

2024 IMO Shortlist N4

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。

IMO Shortlist 2024 N4 number-theory

Determine all positive integers aa and bb such that there exists a positive integer gg such that gcd(an+b,bn+a)=g\gcd(a^n+b,b^n+a)=g for all sufficiently large nn.

确定所有正整数 a,ba,b,使得存在正整数 gg,对所有充分大的 nn 都有 gcd(an+b,bn+a)=g\gcd(a^n+b,b^n+a)=g

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。2024 年 IMO Shortlist N4 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?