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番外 · 闲灯 / Putnam 数学竞赛 / A6 · number-theory

1987 Putnam A6

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/1987.pdf。

Putnam 1987 A6 number-theory

For each positive integer nn, let a(n)a(n) be the number of zeroes in

the base 3 representation of nn. For which positive real numbers xx

does the series

$$

\sum_{n=1}^\infty \frac{x^{a(n)}}{n^3}

$$

converge?

对于每个正整数 nn,令 a(n)a(n)

nn 的基数为 3 的表示形式。其中正实数 xx

该系列有吗

$$

\sum_{n=1}^\infty \frac{x^{a(n)}}{n^3}

$$

收敛?

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。1987 年 Putnam A6 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?