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番外 · 题谱 · 2021 · P10

2021 Putnam B4

不等式 · 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/2021.pdf。

Putnam 2021 B4 inequality

Let F0,F1,F_0, F_1, \dots be the sequence of Fibonacci numbers, with F0=0F_0 = 0, F1=1F_1 = 1, and Fn=Fn1+Fn2F_n = F_{n-1} + F_{n-2} for n2n \geq 2. For m>2m > 2, let RmR_m be the remainder when the product k=1Fm1kk\prod_{k=1}^{F_m-1} k^k is divided by FmF_m. Prove that RmR_m is also a Fibonacci number.

F0,F1,F_0, F_1, \dots 为斐波那契数列,其中 F0=0F_0 = 0F1=1F_1 = 1Fn=Fn1+Fn2F_n = F_{n-1} + F_{n-2}(n2n \geq 2)。对于 m>2m > 2,令 RmR_m 为乘积 k=1Fm1kk\prod_{k=1}^{F_m-1} k^k 除以 FmF_m 的余数。证明 RmR_m 也是斐波那契数。

提示 1

先猜等号形状,再看同次性、归一化和每一项的量纲。

提示 2

试着把式子拆成均值、柯西、凸性、重排或切线法可处理的块。

提示 3

最后检查等号条件和边界情形是否都与题设兼容。

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。2021 年 Putnam B4 可先归入不等式: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?