2015 AIME I 第 9 题
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9.
设 为所有满足 、、 的有序整数三元组 的集合。 中的每个有序三元组按规则 ()生成一个数列。求有多少个这样的数列满足对某个 有 。
Let be the set of all ordered triples of integers with Each ordered triple in generates a sequence according to the rule for Find the number of such sequences for which for some
小提示:
如果任意相邻两项相等,数列会在两步后得到 ;如果相差 ,则在四步内得到
If two consecutive terms are ever equal, the sequence hits two steps later; if they differ by it hits within four steps
大提示:
先数相邻项相等或相差 的三元组并修正重叠,再检查当相差 遇到 时会发生什么
Count triples whose consecutive entries are equal or differ by correcting for overlaps, then check what happens when a difference of meets a
解答:
如果 ,则 ;如果 ,则 ,所以 。因此所有形如 、、、 的三元组都会产生 。这些形式共有 个三元组,但符合两种形式的三元组被重复计算:形如 的有 个;六个族 、、(同号)各有 个;而 和 各有 个。剩下 个三元组。
还有少数其他三元组也可行:如果 ,则 ,且 ,所以 。这 个三元组中, 与 ,已经被计入,所以新增 个,总数为 。
没有其他三元组会达到 :如果两个相邻差都至少为 ,且 ,则 ,并且 ,所以可归纳出各项一直增长,没有因子会为零。如果 且 ,则 且 ,同样进入增长情形。总数为 。
If then and if then so Hence every triple of one of the forms produces a These forms contain triples, but triples fitting two forms are counted twice: the of the form the in each of the six families (matching signs), and the in each of and That leaves triples.
A few other triples also work: if then and so These triples include and which were already counted, so they add new ones, for
No other triple reaches if both consecutive differences are at least and then and so inductively the terms grow forever and no factor ever vanishes. If instead with then and and the same growth takes over. The count is
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