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番外 · 闲灯 / Putnam 数学竞赛 / A3 · number-theory

1985 Putnam A3

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/1985.pdf。

Putnam 1985 A3 number-theory

Let dd be a real number. For each integer m0m \geq 0, define a

sequence {am(j)}\{a_m(j)\}, j=0,1,2,j=0,1,2,\dots by the condition

$$

\begin{aligned}

a_m(0) &= d/2^m, \\

a_m(j+1) &= (a_m(j))^2 + 2a_m(j), \qquad j \geq 0.

\end{aligned}

$$

Evaluate limnan(n)\lim_{n \to \infty} a_n(n).

dd 为实数。对于每个整数 m0m \geq 0,定义一个

按条件序列 {am(j)}\{a_m(j)\}, j=0,1,2,j=0,1,2,\dots

$$

\开始{对齐}

a_m(0) &= d/2^m, \\

a_m(j+1) &= (a_m(j))^2 + 2a_m(j), \qquad j \geq 0。

\结束{对齐}

$$

评估 limnan(n)\lim_{n \to \infty} a_n(n)

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。1985 年 Putnam A3 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?