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/2022.pdf。
For , let be independent random variables such that
$$
X_i = \begin{cases} 1 & \text{with probability ,} \\
-1 & \text{with probability ,} \\
0 & \text{with probability ,}
\end{cases}
$$
for all . Given a positive integer and integers , let denote the probability that . For which values of is it the case that
$$
P(0, a_1, \dots, a_n) \geq P(b, a_1, \dots, a_n)
$$
for all positive integers and all integers ?
对于 ,令 为独立随机变量,使得
$$
X_i = \begin{cases} 1 & \text{概率为 ,} \\
-1 & \text{概率为 ,} \\
0 & \text{概率为 ,}
\结束{案例}
$$
对于所有 。给定正整数 和整数 ,令 表示 的概率。 的哪些值是这样的
$$
P(0, a_1, \dots, a_n) \geq P(b, a_1, \dots, a_n)
$$
对于所有正整数 和所有整数 ?
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。2022 年 Putnam B5 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?