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番外 · 题谱 · 2008 · P10

2008 Putnam B4

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/2008.pdf。

Putnam 2008 B4 number-theory

Let pp be a prime number. Let h(x)h(x) be a polynomial with integer coefficients

such that h(0),h(1),,h(p21)h(0), h(1), \dots, h(p^2-1) are distinct modulo p2p^2.

Show that h(0),h(1),,h(p31)h(0), h(1), \dots, h(p^3-1) are distinct modulo p3p^3.

pp 为素数。令 h(x)h(x) 为具有整数系数的多项式

这样 h(0),h(1),,h(p21)h(0), h(1), \dots, h(p^2-1)p2p^2 的模不同。

证明 h(0),h(1),,h(p31)h(0), h(1), \dots, h(p^3-1)p3p^3 的模不同。

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 B4 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?