灯下 登录
番外 · 闲灯 / 美国数学奥林匹克 / P3 · number-theory

1978 USAMO 第 3 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 1978 P3 number-theory

An integer nn will be called good if we can write

n=a1+a2++akn=a_1+a_2+\cdots+a_k,

where a1,a2,,aka_1,a_2, \ldots, a_k are positive integers (not necessarily distinct) satisfying

1a1+1a2++1ak=1\frac{1}{a_1}+\frac{1}{a_2}+\cdots+\frac{1}{a_k}=1.

Given the information that the integers 33 through 73 are good, prove that every integer 33\ge 33 is good.

如果我们可以写出一个整数nn,那么它就被称为好的整数

n=a1+a2++akn=a_1+a_2+\cdots+a_k,

其中 a1,a2,,aka_1,a_2, \ldots, a_k 是正整数(不一定不同)满足

1a1+1a2++1ak=1\frac{1}{a_1}+\frac{1}{a_2}+\cdots+\frac{1}{a_k}=1

给定整数 33 到 73 是好的整数的信息,证明每个整数 33\ge 33 都是好的。

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。1978 年 USAMO P3 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?