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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 fg(modm)f \equiv g \pmod{m} mean that every coefficient of fgf-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+sg1(modp)rf+sg\equiv 1 \pmod{p} and fgh(modp)fg \equiv h \pmod{p}, prove that there

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

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

Γ\Gammaxx 中的所有整数多项式组成

系数。对于 Γ\Gammamm 中的 ffgg 为正整数,

fg(modm)f \equiv g \pmod{m} 表示 fgf-g 的每个系数都是

mm 的整数倍。令 nnpp 为正整数

pp素数。假设 f,g,h,rf,g,h,rss 位于 Γ\Gamma

rf+sg1(modp)rf+sg\equiv 1 \pmod{p}fgh(modp)fg \equiv h \pmod{p},证明有

FFGG 存在于 Γ\Gamma 中,其中 Ff(modp)F \equiv f \pmod{p}, $G \equiv g

\pmod{p}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?