有的时候,字数多的题目不一定难,但是字数简单的题目,反而往往越凶狠。
寥寥一行等式,内里藏着无数纠缠的约束,稍不留意就会漏解、增解,当年不知多少国际竞赛好手栽在这道题上。
钟杳读完题目,略微思索,脑海里已经有了常规标准的解法,韦达跳跃,也就是无穷递降。
把整除条件改写为等式,将式子视作关于a的二次方程,利用韦达定理得到另一根,再用反证法,选取总和最小的一组解,生成更小的正整数新解,制造无穷递降矛盾,以此反推k必须是平方数。
她随手拿起草稿纸,先顺着常规竞赛思路往下推演。
钟杳快速把这套韦达跳跃的推演框架在草稿纸上铺完,得到了全部答案。
笔尖顿住,她并没有就此停下。
韦达跳跃是初等数论给出来的利器,可终究是在初等框架之内绕圈子,靠不断压缩变量范围暴力筛选解。
“能不能不从递降枚举入手,不做反证递降构造更小解,直接利用二次整数环的范数乘法性质,从方程的代数结构本身给出约束。”
常规可以用韦达跳跃,无穷递降,不断交换变量构造新解,反复分类讨论,排除大量无效情况,过程冗长繁琐,稍有一步疏漏就全盘推翻,当年国际考场上能完整写对的选手寥寥无几。
既然是二元丢番图方程,硬靠初等无穷递降属于绕远路。
钟杳心里冒出念头,把方才写满韦达跳跃演算的草稿纸推到一边,抽了一张崭新的空白草稿纸。
想起最近研读的二次整数环内容,她拿起笔,尝试把整个等式放进(mathbb Z[sqrt{k}])的框架下看待。
她把原式做变形重组,将等式放到二次整数环之内,不再局限实数域上的不等式放缩。
不再一个个去穷举 c的可能,转而从素元分解的角度,直接约束等式两边的结构,把庞大的解空间直接切割压缩,直接考察范数的乘法结构。
如果k不是完全平方,(sqrt{k})便是无理元,范数的性质会允许生成无穷多组解,可原方程受等式约束,解只能是有限的。
这一处结构上的内在冲突,直接就锁死了k的形态。
无关的无效解被一层层剔除,很多需要长篇讨论的分支,在这里直接被性质判定直接抹去,不需要大量分类枚举。
如同手术刀剖开外壳,不需要冗长的反证,不需要一轮轮跳跃变换变量,从丢番图方程根植的代数环上直接给出限制。
笔尖落在纸上,推导干净利落,没有半点冗余。
别人要写满满两三页的推演,她短短半页纸,就把全部解完整导出。
前后不过八九分钟。
穆淮已经阅卷完毕,站到她的身后俯身站在一旁,逐行看完她的完整推导,呼吸微微一顿,眼底满是震撼与惊艳:
“漂亮!绕开韦达跳跃的繁复递降,用代数数论工具直接剖解结构,这个思路,比常规参考答案还要精妙通透!”
喜欢重回中考前,学霸逆袭顶配人生请大家收藏:(m.x33yq.org)重回中考前,学霸逆袭顶配人生33言情更新速度全网最快。