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番外 · 题谱 · 2000 · P6

2000 Putnam A6

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/2000.pdf。

Putnam 2000 A6 number-theory

Let f(x)f(x) be a polynomial with integer coefficients. Define a

sequence a0,a1,a_0,a_1,\ldots of integers such that a0=0a_0=0 and

an+1=f(an)a_{n+1}=f(a_n)

for all n0n\geq 0. Prove that if there exists a positive integer mm for

which am=0a_m=0 then either a1=0a_1=0 or a2=0a_2=0.

f(x)f(x) 为具有整数系数的多项式。定义一个

整数序列 a0,a1,a_0,a_1,\ldots 使得 a0=0a_0=0 并且

an+1=f(an)a_{n+1}=f(a_n)

对于所有 n0n\geq 0。证明如果存在正整数mm

am=0a_m=0a1=0a_1=0a2=0a_2=0

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。2000 年 Putnam A6 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?