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/2003.pdf。
Let be a positive integer. Starting with the sequence
,
form a new sequence of entries
by taking the averages of
two consecutive entries in the first sequence. Repeat the
averaging of neighbors on the second sequence to obtain a third
sequence of entries, and continue until the final sequence produced
consists of a single number . Show that .
令 为正整数。从顺序开始
,
形成 条目的新序列
通过取平均值
第一个序列中的两个连续条目。重复
averaging of neighbors on the second sequence to obtain a third
条目的序列,并继续直到生成最终序列
由单个数字 组成。表明 。
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。2003 年 Putnam B2 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?