2025 AMC 12B 第 23 题

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23.

设 SS 是所有整数 z>1z \gt 1 组成的集合,且这些整数满足:对于所有满足 x<y<zx \lt y \lt z 的非负整数对 (x,y)(x, y),2025x2025x 除以 zz 的余数小于 2025y2025y 除以 zz 的余数。求 SS 中所有元素的和。
Let SS be the set of all integers z>1z \gt 1 such that for all pairs of nonnegative integers (x,y)(x, y) with x<y<z,x \lt y \lt z, the remainder when 2025x2025x is divided by zz is less than the remainder when 2025y2025y is divided by z.z. What is the sum of the elements of S?S?
30413041
35423542
37503750
40444044
43194319
答案:E
知识点:模运算整除性因数之和
小提示:
条件表示映射 k↦2025k mod zk \mapsto 2025k \bmod z 在 0,1,…,z−10, 1, \ldots, z-1 上严格递增。
The condition says the map k↦2025k mod zk \mapsto 2025k \bmod z is strictly increasing on 0,1,…,z−10, 1, \ldots, z-1
大提示:
从 00 开始的 0,1,…,z−10, 1, \ldots, z-1 的递增重排只能是自身,所以迫使 2025≡1(modz)2025 \equiv 1 \pmod z。
An increasing rearrangement of 0,1,…,z−10, 1, \ldots, z-1 starting at 00 must be the identity, forcing 2025≡1(modz)2025 \equiv 1 \pmod z
解答:
条件要求 k↦2025k mod zk \mapsto 2025k \bmod z 在集合 {0,1,…,z−1}\{0, 1, \ldots, z-1\} 上严格递增。这些值都是模 zz 后落在 [0,z−1][0, z-1] 中的不同数,所以递增列表只能是 0,1,…,z−10, 1, \ldots, z-1。因此 2025≡1(modz)2025 \equiv 1 \pmod z,即 20242024 是 zz 的倍数。由于 2024=23⋅11⋅232024 = 2^3 \cdot 11 \cdot 23,其所有正因数之和为 (1+2+4+8)(1+11)(1+23)(1+2+4+8)(1+11)(1+23) =15⋅12⋅24= 15 \cdot 12 \cdot 24 =4320= 4320。排除 z=1z = 1 后,和为 43194319。
所以正确答案是 E。
The condition requires k↦2025k mod zk \mapsto 2025k \bmod z to be strictly increasing on {0,1,…,z−1}.\{0, 1, \ldots, z-1\}. A strictly increasing list of zz distinct values in [0,z−1][0, z-1] must be 0,1,…,z−1,0, 1, \ldots, z-1, so 2025≡1(modz),2025 \equiv 1 \pmod z, i.e. 20242024 is divisible by z.z. Since 2024=23⋅11⋅23,2024 = 2^3 \cdot 11 \cdot 23, the sum of all its divisors is (1+2+4+8)(1+11)(1+23)(1+2+4+8)(1+11)(1+23) =15⋅12⋅24= 15 \cdot 12 \cdot 24 =4320.= 4320. Excluding z=1z = 1 leaves 4319.4319.
Thus, the correct answer is E.
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