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番外 · 题谱 · 1995 · P4

1995 Putnam A4

数论 · P1/P4 · 起手题

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/1995.pdf。

Putnam 1995 A4 number-theory

Suppose we have a necklace of nn beads. Each bead is

labeled with an integer and the sum of all these labels is n1n-1.

Prove that we can cut the necklace to form a string whose

consecutive labels x1,x2,,xnx_{1},x_{2},\dots,x_{n} satisfy

$$

\sum_{i=1}^{k} x_{i} \leq k-1 \qquad \text{for} \quad k=1,2,\dots,n.

$$

假设我们有一条由 nn 颗珠子组成的项链。每颗珠子都是

用一个整数标记,所有这些标签的总和是 n1n-1

证明我们可以把项链剪成一根绳子,

连续标签 x1,x2,,xnx_{1},x_{2},\dots,x_{n} 满足

$$

\sum_{i=1}^{k} x_{i} \leq k-1 \qquad \text{for} \quad k=1,2,\dots,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。1995 年 Putnam A4 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?