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番外 · 题谱 · 1997 · P7

1997 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/1997.pdf。

Putnam 1997 B1 number-theory

Let {x}\{x\} denote the distance between the real number xx and the

nearest integer. For each positive integer nn, evaluate

Fn=m=16n1min({m6n},{m3n}).F_n=\sum_{m=1}^{6n-1} \min(\{\frac{m}{6n}\},\{\frac{m}{3n}\}).

(Here min(a,b)\min(a,b) denotes the minimum of aa and bb.)

{x}\{x\} 表示实数 xx 与实数 xx 之间的距离

最接近的整数。对于每个正整数 nn,计算

Fn=m=16n1min({m6n},{m3n}).F_n=\sum_{m=1}^{6n-1} \min(\{\frac{m}{6n}\},\{\frac{m}{3n}\}).

(这里min(a,b)\min(a,b)表示aabb中的最小值。)

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。1997 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?