2025 AIME I 第 15 题
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15.
令 表示满足如下条件的有序正整数三元组 的个数:、、,且 是 的倍数。求 除以 的余数。
Let denote the number of ordered triples of positive integers such that and is a multiple of Find the remainder when is divided by
小提示:
只取决于 ,而与 互质的数的立方都满足
depends only on and cubes of numbers prime to are
大提示:
若三个数都与三互质,或恰有一个数与三互质,则立方和模 不可能为 。恰有一个数是 的倍数时,每个有效目标都有唯一立方根;三个数全是三的倍数时,递归到模 。
Three units, or one unit, can’t sum to mod With one multiple of each valid target has exactly one cube root; with all three, recurse modulo
解答:
因为 ,所以 的立方模 只取决于 ,而在 中每个剩余类恰好出现一次。此外,模 下 的立方根只有 ,它们模 都相同;因此立方映射是从模 的 个单位到模 的单位立方集合的双射,而这个集合恰好是满足 的单位。若 、、 三者都与 互质,或恰有一个与三互质,则模 下立方和为 或 ,绝不会是 :没有解。
恰有一个是 的倍数,设 :对 个单位 和 种 的选择,条件 的右边是一个满足 的单位,因此模 有且仅有一个解 。选择哪个变量是 的倍数有 种,所以本情形给出 个三元组。
三者全为 的倍数时,写 等,其中 、、 取遍模 的剩余类。条件变为 ,它只取决于模 的剩余类,所以计数是模 时计数的 倍。把同样分析下降一级:两个单位的情形给出 ,全可被三整除的情形化为 ,其中 、、 模 ,给出 ;所以模 共有 个三元组,本处共有 个。总计 ,除以 的余数为 。
Since the cube of modulo depends only on and each residue occurs exactly once in Moreover, the only cube roots of modulo are which all agree modulo hence cubing is a bijection from the units modulo onto the set of unit cubes modulo which is exactly the set of units If all three of and are prime to (or exactly one is), then modulo the sum of cubes is or never no solutions.
Exactly one multiple of say for each of the units and choices of the requirement has a right side that is a unit hence has exactly one solution modulo With choices for which variable is the multiple of this case gives triples.
All three multiples of writing etc. with and ranging modulo the condition becomes which depends only on the residues modulo so the count is times the count modulo Repeating the same analysis one level down: the two-unit case gives and the all-divisible case reduces to with and modulo giving that is triples modulo hence here. In total whose remainder modulo is
其他年份的第 15 题
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