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番外 · 题谱 · 2019 · P4

2019 Putnam A4

代数 · 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/2019.pdf。

Putnam 2019 A4 algebra

Let ff be a continuous real-valued function on R3\mathbb{R}^3. Suppose that for every sphere SS of radius 1,

the integral of f(x,y,z)f(x,y,z) over the surface of SS equals 0. Must f(x,y,z)f(x,y,z) be identically 0?

ffR3\mathbb{R}^3上的连续实值函数。假设对于半径为 1 的每个球体 SS

f(x,y,z)f(x,y,z)SS 表面上的积分等于 0。f(x,y,z)f(x,y,z) 必须等于 0 吗?

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。2019 年 Putnam A4 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?