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1993 Putnam A5

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/1993.pdf。

Putnam 1993 A5 algebra

Show that

\begin{gather*}

\int_{-100}^{-10} \left( \frac{x^2 - x}{x^3 - 3x + 1} \right)^2\,dx + \\

\int_{\frac{1}{101}}^{\frac{1}{11}} \left( \frac{x^2 - x}{x^3 - 3x + 1} \right)^2\,dx + \\

\int_{\frac{101}{100}}^{\frac{11}{10}} \left( \frac{x^2 - x}{x^3 - 3x + 1} \right)^2\,dx

\end{gather*}

is a rational number.

表明

\开始{收集*}

\int_{-100}^{-10} \left( \frac{x^2 - x}{x^3 - 3x + 1} \right)^2\,dx + \\

\int_{\frac{1}{101}}^{\frac{1}{11}} \left( \frac{x^2 - x}{x^3 - 3x + 1} \right)^2\,dx + \\

\int_{\frac{101}{100}}^{\frac{11}{10}} \left( \frac{x^2 - x}{x^3 - 3x + 1} \right)^2\,dx

\结束{聚集*}

是一个有理数。

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。1993 年 Putnam A5 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?