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番外 · 题谱 · 1995 · P12

1995 Putnam B6

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/1995.pdf。

Putnam 1995 B6 number-theory

For a positive real number α\alpha, define

$$

S(\alpha) = \{ \lfloor n\alpha \rfloor : n = 1,2,3,\dots \}.

$$

Prove that {1,2,3,}\{1,2,3,\dots\} cannot be expressed as the disjoint

union of three sets S(α),S(β)S(\alpha), S(\beta) and S(γ)S(\gamma). [As

usual, x\lfloor x \rfloor is the greatest integer x\leq x.]

对于正实数α\alpha,定义

$$

S(\alpha) = \{ \lfloor n\alpha \rfloor : n = 1,2,3,\dots \}。

$$

证明{1,2,3,}\{1,2,3,\dots\}不能表示为不相交

三个集合 S(α)S(β)S(\alpha)、S(\beta)S(γ)S(\gamma) 的并集。 [作为

通常,x\lfloor x \rfloor 是最大整数x\leq x。]

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 B6 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?