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番外 · 题谱 · 2012 · P12

2012 Putnam B6

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/2012.pdf。

Putnam 2012 B6 number-theory

Let pp be an odd prime number such that p2(mod3)p \equiv 2 \pmod{3}. Define a permutation π\pi of the

residue classes modulo pp by π(x)x3(modp)\pi(x) \equiv x^3 \pmod{p}. Show that π\pi is an even permutation

if and only if p3(mod4)p \equiv 3 \pmod{4}.

pp 为奇素数,使得 p2(mod3)p \equiv 2 \pmod{3}。定义一个排列 π\pi

残差类以 pp 为模 π(x)x3(modp)\pi(x) \equiv x^3 \pmod{p}。证明 π\pi 是偶排列

当且仅当 p3(mod4)p \equiv 3 \pmod{4}

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。2012 年 Putnam B6 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?