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番外 · 题谱 · 1986 · P9

1986 Putnam B3

数论 · 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 B3 number-theory

Let Γ\Gamma consist of all polynomials in xx with integer

coefficients. For ff and gg in Γ\Gamma and mm a positive integer,

let f≡g(modm)f \equiv g \pmod{m} mean that every coefficient of f−gf-g is an

integral multiple of mm. Let nn and pp be positive integers with

pp prime. Given that f,g,h,rf,g,h,r and ss are in Γ\Gamma with

rf+sg≡1(modp)rf+sg\equiv 1 \pmod{p} and fg≡h(modp)fg \equiv h \pmod{p}, prove that there

exist FF and GG in Γ\Gamma with F≡f(modp)F \equiv f \pmod{p}, $G \equiv g

\pmod{p},and, andFG \equiv h \pmod{p^n}$.

令 Γ\Gamma 由 xx 中的所有整数多项式组成

系数。对于 Γ\Gamma 和 mm 中的 ff 和 gg 为正整数,

设 f≡g(modm)f \equiv g \pmod{m} 表示 f−gf-g 的每个系数都是

mm 的整数倍。令 nn 和 pp 为正整数

pp素数。假设 f,g,h,rf,g,h,r 和 ss 位于 Γ\Gamma 中

rf+sg≡1(modp)rf+sg\equiv 1 \pmod{p} 和 fg≡h(modp)fg \equiv h \pmod{p},证明有

FF 和 GG 存在于 Γ\Gamma 中,其中 F≡f(modp)F \equiv f \pmod{p}, $G \equiv g

\pmod{p}和和FG \equiv h \pmod{p^n}$。

提示 1

先看同余、整除、最大公因数和 p 进赋值。

提示 2

把整数条件转成同余方程、指数比较或下降过程。

提示 3

若要存在性,用构造;若要唯一性,用最小反例、无限下降或模限制。

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 B3 可先归入数论: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?