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番外 · 题谱 · 1999 · P12

1999 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/1999.pdf。

Putnam 1999 B6 number-theory

Let SS be a finite set of integers, each greater than 1. Suppose that

for each integer nn there is some sSs\in S such that gcd(s,n)=1\gcd(s,n)=1 or

gcd(s,n)=s\gcd(s,n)=s. Show that there exist s,tSs,t\in S such that gcd(s,t)\gcd(s,t)

is prime.

SS 为有限整数集,每个整数都大于 1。假设

对于每个整数 nn 都有一些 sSs\in S 使得 gcd(s,n)=1\gcd(s,n)=1

gcd(s,n)=s\gcd(s,n)=s。证明 S中存在中存在s,t\ 使得 gcd(s,t)\gcd(s,t)

是素数。

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。1999 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?