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番外 · 题谱 · 2006 · P2

2006 Putnam A2

数论 · P2/P5 · 中段题

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/2006.pdf。

Putnam 2006 A2 number-theory

Alice and Bob play a game in which they take turns removing stones from

a heap that initially has nn stones. The number of stones removed at

each turn must be one less than a prime number. The winner is the player

who takes the last stone. Alice plays first. Prove that there are

infinitely many nn such that Bob has a winning strategy.

(For example, if n=17n=17, then Alice might take 6 leaving 11; then

Bob might take 1 leaving 10; then Alice can take the remaining stones

to win.)

爱丽丝和鲍勃玩一个游戏,他们轮流从石头上移走石头。

最初有 nn 石头的堆。取出的石块数量

每圈必须比素数少一。胜利者是玩家

谁拿走了最后一块石头。爱丽丝先玩。证明有

无限多个 nn 使得鲍勃有获胜策略。

(例如,如果 n=17n=17,那么 Alice 可能会取 6 留下 11;然后

鲍勃可能拿 1 留下 10;那么爱丽丝就可以拿走剩下的石头

赢得胜利。)

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。2006 年 Putnam A2 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?