数论 403 字

我的数论启蒙题

小学时候,我总爱摆弄各种数字。有一天,偶然发现这一神奇结论,不禁想到,还有没有与之类似的式子?很快想到了这个更为简单的式子,但是否还有呢?

这个问题困扰了我接近三年,闲暇时候就会开始思考,期间转过学,遇到过四个不同的数学老师,每次都会去问这道题,但始终没有得到解答。大约六年级时,有了足够的数论基础,我才攻克这一难题底数为偶数的版本(奇数应该还是open的)。也是在这过程之中,我对数论产生了深厚的兴趣。

今天在翻译2022年法语数学奥林匹克试题时,突然发现最后一题正是当年所想的问题(这里限制了为偶数).题目如下:

求所有的整数,,使得是偶数,且的所有数码均相等.

具体证明过程已经记不太清了,看了看AoPS上的解答,大体上是一致的,于是决定贴上来,对自己数竞生涯的开端做个记录。

首先,设,其中和均为正整数,且.

分两种情况进行讨论:

(1),易知只有或.

(2),考虑模,注意到,于是

于是或.

时,若,考虑模,有

若,有,矛盾,故.然而

即,矛盾.

于是必有,故.

时,若,考虑模,有

若,有,矛盾,故.然而

即,矛盾.

即,矛盾.

时,,即,矛盾.

于是,枚举可得.

综上,满足题意的一共有组:,,,.

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