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/2013.pdf。
A finite collection of digits and is written around a circle.
An *arc* of length consists of consecutive digits around the circle. For each arc , let and denote the number of 's in and the number of 's in , respectively.
Assume that for any two arcs of the same length. Suppose that some arcs have the property that
$$
Z = \frac{1}{k} \sum_{j=1}^k Z(w_j) \text{ and }
N = \frac{1}{k} \sum_{j=1}^k N(w_j)
$$
are both integers. Prove that there exists an arc with
and .
数字 和 的有限集合写在一个圆圈周围。
长度为 的 *arc* 由圆周围的 个连续数字组成。对于每个弧,让和分别表示中的数量和中的数量。
假设 对于任意两个相同长度的弧 。假设某些弧 具有以下属性
$$
Z = \frac{1}{k} \sum_{j=1}^k Z(w_j) \text{ 和 }
N = \frac{1}{k} \sum_{j=1}^k N(w_j)
$$
都是整数。证明存在 且
且 。
提示 1
先标出固定点、动点、角、圆和长度关系。
提示 2
尝试角追、相似、圆幂、面积比、反演或坐标化中的一种。
提示 3
把关键等式还原成标准定理,或补出一个让结构闭合的辅助点。
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。2013 年 Putnam A4 可先归入几何: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?