MathLabs

第2题

对于哪些正整数对 (a,b)(a,b),数列 gcd⁡(an+b,bn+a)\gcd(a^n+b,b^n+a)(n=1,2,…n=1,2,\ldots)最终变为常数?
第 1/5 步:(1,1) 显然满足条件
通俗地说

当 a=b=1a=b=1 时,数列的每一项显然都等于同一个固定的数,因此从第一项起就是常数。

(a,b)=(1,1)  ⟹  gcd⁡(1n+1,1n+1)=2(a,b)=(1,1)\implies\gcd(1^n+1,1^n+1)=2
详细分析

若 a=b=1a=b=1,则对每个 nn 都有 gcd⁡(an+b,bn+a)=gcd⁡(2,2)=2\gcd(a^n+b,b^n+a)=\gcd(2,2)=2,所以数列是常数(事实上从一开始就是常数,而不仅仅是最终)。