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/2009.pdf。
Let be a continuous function on the closed unit
square such that and exist
and are continuous on the interior . Let ,
, , .
Prove or disprove: There must be a point in such that
$$
\frac{\partial f}{\partial x} (x_0,y_0) = b - a
\quad \text{and} \quad
\frac{\partial f}{\partial y} (x_0,y_0) = d - c.
$$
令 为闭单元上的连续函数
平方使得 和 存在
且在内部 上连续。设 ,
,,。
证明或反驳: 中必须存在一个点 使得
$$
\frac{\partial f}{\partial x} (x_0,y_0) = b - a
\quad \text{和} \quad
\frac{\partial f}{\partial y} (x_0,y_0) = d - c。
$$
提示 1
先把题面里的关系改写成一个干净的代数对象。
提示 2
寻找不变量、对称式或一个可以降次数的替换。
提示 3
最后用判别式、因式分解、单调性或构造把所有可能排完。
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。2009 年 Putnam A6 可先归入代数: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?