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1992 Putnam B3

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 B3 algebra

For any pair (x,y)(x, y) of real numbers, a sequence

(an(x,y))n0(a_n(x,y))_{n\geq 0} is defined as follows:

$$

\begin{aligned}

a_0(x, y) &= x, \\

a_{n+1}(x, y) &= \frac{(a_n(x, y))^2 + y^2}{2}, \qquad \text{for n0n \geq 0}.

\end{aligned}

$$

Find the area of the region

$$

\{ (x, y) | (a_n(x, y))_{n \geq 0}\ \text{converges}\}.

$$

对于任何实数对 (x,y)(x, y),有一个序列

(an(x,y))n0(a_n(x,y))_{n\geq 0} 定义如下:

$$

\开始{对齐}

a_0(x, y) &= x, \\

a_{n+1}(x, y) &= \frac{(a_n(x, y))^2 + y^2}{2},\qquad \text{对于 n0n \geq 0}。

\结束{对齐}

$$

求该区域的面积

$$

\{ (x, y) | (a_n(x, y))_{n \geq 0}\ \text{收敛}\}。

$$

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。1992 年 Putnam B3 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?