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番外 · 闲灯 / 美国数学奥林匹克 / P1 · number-theory

2025 USAMO 第 1 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 2025 P1 number-theory

Let kk and dd be positive integers. Prove that there exists a positive integer NN such that for every odd integer n>Nn>N, the digits in the base-2n2n representation of nkn^k are all greater than dd.

kkdd 为正整数。证明存在一个正整数 NN,使得对于每个奇数 n>Nn>Nnkn^k 的基数 2n2n 表示中的数字都大于 dd

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。2025 年 USAMO P1 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?