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番外 · 闲灯 / 美国数学奥林匹克 / P4 · number-theory

1972 USAMO 第 4 题

题面据 USAMO 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。

USAMO 1972 P4 number-theory

Let RR denote a non-negative rational number. Determine a fixed set of integers a,b,c,d,e,fa,b,c,d,e,f, such that for every choice of RR,

$$

\left|\frac{aR^2+bR+c}{dR^2+eR+f}-\sqrt[3]{2}\right|<|R-\sqrt[3]{2}|

$$

RR 表示非负有理数。确定一组固定的整数 a,b,c,d,e,fa,b,c,d,e,f,这样对于 RR 的每个选择,

aR2+bR+cdR2+eR+f23<R23\left|\frac{aR^2+bR+c}{dR^2+eR+f}-\sqrt[3]{2}\right|<|R-\sqrt[3]{2}|

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。1972 年 USAMO P4 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?