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番外 · 题谱 · 2020 · P9

2020 Putnam B3

代数 · 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/2020.pdf。

Putnam 2020 B3 algebra

Let x0=1x_0 = 1, and let δ\delta be some constant satisfying 0<δ<10 < \delta < 1. Iteratively, for n=0,1,2,n=0,1,2,\dots, a point xn+1x_{n+1} is chosen uniformly from the interval [0,xn][0, x_n]. Let ZZ be the smallest value of nn for which xn<δx_n < \delta.

Find the expected value of ZZ, as a function of δ\delta.

x0=1x_0 = 1,并令δ\delta 为某个满足0<δ<10 < \delta < 1 的常数。迭代地,对于 n=0,1,2,n=0,1,2,\dots,从区间 [0,xn][0, x_n] 中均匀选择一个点 xn+1x_{n+1}。令 ZZnn 的最小值,其中 xn<δx_n < \delta

ZZ 的期望值,作为 δ\delta 的函数。

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。2020 年 Putnam B3 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?