MATHEMATICAL OLYMPIAD ARCHIVE

IMO 2024
問題 1

DIFFICULTY1
IMO 2024 問題1の日本語問題文

PROBLEM WORKSPACE

ヒント

PUBLIC
ヒント 1

0≤α<20\leq \alpha\lt 2 に帰着されます.

ヒント 2

α=0,0<α<1,1≤α<2\alpha =0,0\lt \alpha\lt 1,1\leq \alpha\lt 2 の 33 通りに分けましょう.

略解

略解を表示

α\alpha が条件を満たすことと α+2\alpha+2 が条件を満たすことは同値である.α=0\alpha=0 は明らかに条件を満たすので 0≤α<20\leq \alpha\lt 2 のみを考えればよい.

0<α<10\lt \alpha\lt 1 のとき,⌊mα⌋=1\lfloor m\alpha\rfloor=1 なる整数 m≥2m\geq 2 が存在し,そのような mm の最小値を nn とすれば ⌊α⌋+⌊2α⌋+⋯+⌊mα⌋=1\lfloor \alpha\rfloor+\lfloor 2\alpha\rfloor+\cdots+\lfloor m\alpha\rfloor=1 は mm の倍数でない.

1≤α<21\leq \alpha\lt 2 のとき,任意の正整数 nn について n≤⌊nα⌋<2nn\leq \lfloor n\alpha\rfloor \lt 2n に気をつければ帰納的に ⌊nα⌋=2n−1\lfloor n\alpha\rfloor =2n-1 がわかる.よって 2−1n≤α<22-\dfrac{1}{n}\leq\alpha\lt 2 であるが,nn を十分大きく取れば矛盾する.

以上より条件を満たす α\alpha は偶数のみ.

← 問題一覧に戻る