灯下 登录
番外 · 题谱 · 1991 · P7

1991 Putnam B1

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/1991.pdf。

Putnam 1991 B1 number-theory

For each integer n0n \geq 0, let S(n)=nm2S(n) = n - m^2, where mm is the

greatest integer with m2nm^2 \leq n. Define a sequence

(ak)k=0(a_k)_{k=0}^\infty by a0=Aa_0 = A and ak+1=ak+S(ak)a_{k+1} = a_k + S(a_k) for $k

\geq 0.Forwhatpositiveintegers. For what positive integersA$ is this sequence eventually constant?

对于每个整数 n0n \geq 0,令 S(n)=nm2S(n) = n - m^2,其中 mm

m2nm^2 \leq n 的最大整数。定义一个序列

(ak)k=0(a_k)_{k=0}^\infty 通过 a0=Aa_0 = Aak+1=ak+S(ak)a_{k+1} = a_k + S(a_k) 得到 $k

\geq 0。对于什么正整数。对于什么正整数A$,这个序列最终是恒定的?

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。1991 年 Putnam B1 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?