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番外 · 题谱 · 1986 · P3

1986 Putnam A3

代数 · P3/P6 · 压轴题

题面据 Putnam 可核档案整理;中文题意为本站自译,公式请以原始来源为准。 PDF:https://kskedlaya.org/putnam-archive/1986.pdf。

Putnam 1986 A3 algebra

Evaluate n=0Arccot(n2+n+1)\sum_{n=0}^\infty \mathrm{Arccot}(n^2+n+1), where

Arccott\mathrm{Arccot}\,t for t0t \geq 0 denotes the number θ\theta in the

interval 0<θπ/20 < \theta \leq \pi/2 with cotθ=t\cot \theta = t.

计算 n=0Arccot(n2+n+1)\sum_{n=0}^\infty \mathrm{Arccot}(n^2+n+1),其中

Arccott\mathrm{Arccot}\,t for t0t \geq 0 表示数 θ\theta

区间 0<θπ/20 < \theta \leq \pi/2cotθ=t\cot \theta = t

提示 1

先把题面里的关系改写成一个干净的代数对象。

提示 2

寻找不变量、对称式或一个可以降次数的替换。

提示 3

最后用判别式、因式分解、单调性或构造把所有可能排完。

完整解答

这页先给题面、题型和提示阶梯,完整证明留给读者逐步展开。1986 年 Putnam A3 可先归入代数:第一步把题设翻成对象、条件、目标三行;第二步沿提示寻找不变量、标准构型或关键变形;第三步补齐边界情形,并回到题目原要求核对。

这题适合先独立想一轮再打开提示。不要急着搜索完整解答,先问自己:题面里最硬的限制是哪一句?