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番外 · 题谱 · 2010 · P1

2010 Putnam A1

数论 · P1/P4 · 起手题

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/2010.pdf。

Putnam 2010 A1 number-theory

Given a positive integer nn, what is the largest kk such that the

numbers 1,2,,n1,2,\dots,n can be put into kk boxes so that the sum of the numbers

in each box is the same? [When n=8n=8, the example {1,2,3,6},{4,8},{5,7}\{1,2,3,6\}, \{4,8\}, \{5,7\}

shows that the largest kk is *at least* 3.]

给定一个正整数 nn,最大的 kk 是多少,使得

数字 1,2,,n1,2,\dots,n 可以放入 kk 个框中,以便数字之和

每个盒子里的东西都一样吗? [当n=8n=8时,示例{1,2,3,6},{4,8},{5,7}\{1,2,3,6\},\{4,8\},\{5,7\}

显示最大的 kk 是*至少* 3。]

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。2010 年 Putnam A1 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?