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1991 Putnam A4

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/1991.pdf。

Putnam 1991 A4 algebra

Does there exist an infinite sequence of closed discs $D_1, D_2, D_3,
\dotsintheplane,withcentersin the plane, with centersc_1, c_2, c_3, \dots$, respectively,
such that

\item the cic_i have no limit point in the finite plane,

\item the sum of the areas of the DiD_i is finite, and

\item every line in the plane intersects at least one of the DiD_i?

是否存在无限序列的闭圆盘 $D_1, D_2, D_3,

平面中的 \dots,中心分别为,中心分别为c_1、c_2、c_3、\dots$,

这样

\item cic_i 在有限平面上没有极限点,
DiD_i 的面积总和是有限的,并且
\item 平面中的每条线至少与 DiD_i 之一相交?

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。1991 年 Putnam A4 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?