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番外 · 闲灯 / Putnam 数学竞赛 / A1 · number-theory

1992 Putnam A1

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/1992.pdf。

Putnam 1992 A1 number-theory

Prove that f(n)=1nf(n) = 1-n is the only integer-valued function
defined on the integers that satisfies the following conditions.

(i) f(f(n))=nf(f(n)) = n, for all integers nn;

(ii) f(f(n+2)+2)=nf(f(n+2)+2) = n for all integers nn;

(iii) f(0)=1f(0) = 1.

证明 f(n)=1nf(n) = 1-n 是唯一的整数值函数

定义在满足以下条件的整数上。

(i) f(f(n))=nf(f(n)) = n,对于所有整数 nn

(ii) 对于所有整数 nnf(f(n+2)+2)=nf(f(n+2)+2) = n

(iii) f(0)=1f(0) = 1

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。1992 年 Putnam A1 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?