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1984 USAMO 第 5 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 1984 P5 algebra

P(x)P(x) is a polynomial of degree 3n3n such that


\begin{aligned} P(0) = P(3) = \cdots &=& P(3n) = 2, \\ P(1) = P(4) = \cdots &=& P(3n-2) = 1, \\ P(2) = P(5) = \cdots &=& P(3n-1) = 0, \quad\text{ and }\\ && P(3n+1) = 730.\end{aligned}

Determine nn.

P(x)P(x)3n3n 次多项式,使得

$$

$$

\begin{对齐} P(0) = P(3) = \cdots &=& P(3n) = 2, \\ P(1) = P(4) = \cdots &=& P(3n-2) = 1, \\ P(2) = P(5) = \cdots &=& P(3n-1) = 0, \quad\text{ 和 }\\ && P(3n+1) = 730.\结束{对齐}

$$

$$

确定nn

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。1984 年 USAMO P5 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?