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番外 · 题谱 · 2008 · P5

2008 Putnam A5

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/2008.pdf。

Putnam 2008 A5 number-theory

Let n3n \geq 3 be an integer. Let f(x)f(x) and g(x)g(x) be polynomials

with real coefficients such that the points

(f(1),g(1)),(f(2),g(2)),,(f(n),g(n))(f(1), g(1)), (f(2), g(2)), \dots, (f(n), g(n))

in R2\mathbb{R}^2 are the vertices of a regular nn-gon in

counterclockwise order. Prove that at least one of f(x)f(x)

and g(x)g(x) has degree greater than or equal to n1n-1.

n3n \geq 3 为整数。设f(x)f(x)g(x)g(x)为多项式

具有实数系数,使得点

(f(1),g(1)),(f(2),g(2)),\点,(f(n),g(n))(f(1), g(1)), (f(2), g(2)), \点, (f(n), g(n))

R2\mathbb{R}^2 是正则 nn-gon 的顶点

逆时针顺序。证明至少f(x)f(x)之一

并且 g(x)g(x) 的度数大于或等于 n1n-1

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。2008 年 Putnam A5 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?