N4, dat is van Brussel naar Namen

Opgave - IMOSL 2016 dag 1 vraag 28

Zij $n, m, k$ en $l$ natuurlijke getallen (allen niet-nul) met $n \neq 1$ zodat $n^k + mn^l + 1$ een deler is van $n^{k+l} - 1$. Bewijs dat

  • $m = 1$ en $l = 2k$; of
  • $l|k$ en $m = \frac{n^{k-l}-1}{n^l-1}$.