2016 AMC 12B 第 25 题

先试着解答 2016 AMC 12B 第 25 题,然后核对你的答案与精心整理的解答,解答来自 LIVE by Po-Shen Loh。你也可以参加完整限时模拟考试、查看全部 2016 AMC 12B 解答,或核对答案。

所有题目均经美国数学协会(MAA)官方合法授权使用。

25.

序列 (an)(a_n) 递归定义为 a0=1a_0=1、a1=219a_1=\sqrt[19]{2},且对 n≥2n\ge2,有 an=an−1an−22a_n=a_{n-1}a_{n-2}^2。使乘积 a1a2⋯aka_1a_2\cdots a_k 为整数的最小正整数 kk 是多少?
The sequence (an)(a_n) is defined recursively by a0=1,a_0=1, a1=219,a_1=\sqrt[19]{2}, and an=an−1an−22a_n=a_{n-1}a_{n-2}^2 for n≥2.n\ge2. What is the smallest positive integer kk such that the product a1a2⋯aka_1a_2\cdots a_k is an integer?
1717
1818
1919
2020
2121
答案:A
知识点:递推模运算乘法阶
小提示:
写成 an=2bn19a_n=2^{\frac{b_n}{19}},则 b0=0b_0=0、b1=1b_1=1,且 bn=bn−1+2bn−2b_n=b_{n-1}+2b_{n-2}。
Write an=2bn19.a_n=2^{\frac{b_n}{19}}. Then b0=0,b_0=0, b1=1,b_1=1, and bn=bn−1+2bn−2b_n=b_{n-1}+2b_{n-2}
大提示:
乘积为整数当且仅当 b1+b2+⋯+bkb_1+b_2+\cdots+b_k 是 1919 的倍数;解出 bn=13(2n−(−1)n)b_n=\tfrac13(2^n-(-1)^n),并使用 22 模 1919 的阶。
The product is an integer exactly when b1+b2+⋯+bkb_1+b_2+\cdots+b_k is divisible by 19;19; solve bn=13(2n−(−1)n)b_n=\tfrac13(2^n-(-1)^n) and use the order of 22 modulo 1919
解答:
写成 an=2bn19a_n=2^{\frac{b_n}{19}}。递推变为 b0=0b_0=0,b1=1b_1=1,bn=bn−1+2bn−2b_n=b_{n-1}+2b_{n-2},解为 bn=13(2n−(−1)n)b_n=\tfrac13\bigl(2^n-(-1)^n\bigr)。乘积 a1⋯aka_1\cdots a_k 为整数,当且仅当 b1+⋯+bkb_1+\cdots+b_k 是 1919 的倍数。对 bnb_n 的公式求和可得:当 kk 为奇数时,b1+⋯+bk=2k+1−13b_1+\cdots+b_k=\dfrac{2^{k+1}-1}{3};当 kk 为偶数时,b1+⋯+bk=2k+1−23b_1+\cdots+b_k=\dfrac{2^{k+1}-2}{3}。
22 模 1919 的阶为 1818,因为 29≡−1(mod19)2^9\equiv-1\pmod{19} 且 26≢1(mod19)2^6\not\equiv1\pmod{19}。对奇数 kk,整除条件要求 k+1k+1 是 1818 的倍数,最早在 k=17k=17 时发生。对偶数 kk,条件要求 kk 是 1818 的倍数,最早在 k=18k=18 时发生。因此最小正整数 kk 是 1717。
因此,正确答案是 A。
Write an=2bn19.a_n=2^{\frac{b_n}{19}}. The recursion becomes b0=0,b_0=0, b1=1,b_1=1, bn=bn−1+2bn−2,b_n=b_{n-1}+2b_{n-2}, solved by bn=13(2n−(−1)n).b_n=\tfrac13\bigl(2^n-(-1)^n\bigr). The product a1⋯aka_1\cdots a_k is an integer exactly when b1+⋯+bkb_1+\cdots+b_k is divisible by 19.19. Summing the formula for bnb_n gives b1+⋯+bk=2k+1−13b_1+\cdots+b_k=\dfrac{2^{k+1}-1}{3} when kk is odd, and b1+⋯+bk=2k+1−23b_1+\cdots+b_k=\dfrac{2^{k+1}-2}{3} when kk is even.
The order of 22 modulo 1919 is 1818 because 29≡−1(mod19)2^9\equiv-1\pmod{19} and 26≢1(mod19).2^6\not\equiv1\pmod{19}. For odd k,k, divisibility therefore requires k+1k+1 to be divisible by 18,18, first occurring at k=17.k=17. For even k,k, it requires kk to be divisible by 18,18, first occurring at k=18.k=18. Hence the smallest positive kk is 17.17.
Thus, the correct answer is A.
LIVE by Po-Shen Loh
LIVE项目

LIVE直播课程

Self-Paced录播课程

启明星Star计划

奖学金项目

关于我们

罗博深是谁?

邮件联系

订阅英文简报

加入我们

申请明星导师

For a more Thought Full world.

© 2026 Expii, Inc.