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番外 · 闲灯 / Putnam 数学竞赛 / B5 · number-theory

1994 Putnam B5

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/1994.pdf。

Putnam 1994 B5 number-theory

For any real number α\alpha, define the function $f_{\alpha}(x)

= \lfloor \alpha x \rfloor.Let. Letn$ be a positive integer. Show that

there exists an α\alpha such that for 1kn1 \leq k \leq n,

$$

f_\alpha^k(n^2) = n^2 - k = f_{\alpha^k}(n^2).

$$

对于任意实数α\alpha,定义函数$f_{\alpha}(x)

= \lfloor \alpha x \rfloor。令。令n$ 为正整数。表明

存在 α\alpha 使得对于 1kn1 \leq k \leq n

$$

f_\alpha^k(n^2) = n^2 - k = f_{\alpha^k}(n^2)。

$$

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。1994 年 Putnam B5 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?