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番外 · 题谱 · 1991 · P3

1991 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/1991.pdf。

Putnam 1991 A3 algebra

Find all real polynomials p(x)p(x) of degree n2n \geq 2 for which there
exist real numbers r1<r2<<rnr_1 < r_2 < \cdots < r_n such that

\item p(ri)=0,i=1,2,,n,p(r_i) = 0, \qquad i = 1, 2, \dots, n, and
\item $p' \left( \frac{r_i + r_{i+1}}{2} \right) = 0 \qquad i = 1, 2,
\dots, n-1,$

where p(x)p'(x) denotes the derivative of p(x)p(x).

查找 n2n \geq 2 次的所有实多项式 p(x)p(x),其中

存在实数 r1<r2<<rnr_1 < r_2 < \cdots < r_n 使得

\item p(ri)=0,i=1,2,,n,p(r_i) = 0, \qquad i = 1, 2, \dots, n,

\item $p' \left( \frac{r_i + r_{i+1}}{2} \right) = 0 \qquad i = 1, 2,

\点,n-1,$

其中p(x)p'(x)表示p(x)p(x)的导数。

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。1991 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?