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第2题

对多项式 PP 与正整数 nn,定义 PnP_n 为满足 a<b≤na<b\le n 且 ∣P(a)∣−∣P(b)∣|P(a)|-|P(b)| 能被 nn 整除的正整数对 (a,b)(a,b) 的个数。求所有整系数多项式 PP,使得对一切正整数 nn 都有 Pn≤2021P_n\le2021。
第 1/6 步:答案
P(x)=x+d (d≥−2022)orP(x)=−x+d (d≤2022)P(x)=x+d\ (d\ge-2022)\quad\text{or}\quad P(x)=-x+d\ (d\le2022)
详细分析

答案由两族组成:d≥−2022d\ge-2022 时的 P(x)=x+dP(x)=x+d,以及 d≤2022d\le2022 时的 P(x)=−x+dP(x)=-x+d。后续步骤先由余数两两不同的引理证明必要性,再通过计数绝对值相等的数对验证这些范围。