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1996 Putnam B4

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/1996.pdf。

Putnam 1996 B4 algebra

For any square matrix AA, we can define sinA\sin A by the usual power

series:

$$

\sin A = \sum_{n=0}^\infty \frac{(-1)^n}{(2n+1)!} A^{2n+1}.

$$

Prove or disprove: there exists a 2×22 \times 2 matrix AA with real

entries such that

$$

\sin A = \left( \begin{array}{cc} 1 & 1996 \\ 0 & 1 \end{array} \right).

$$

对于任何方阵AA,我们可以通过通常的幂来定义sinA\sin A

系列:

$$

\sin A = \sum_{n=0}^\infty \frac{(-1)^n}{(2n+1)!} A^{2n+1}。

$$

证明或反驳:存在一个 2×22 \times 2 矩阵 AA ,其中实数为

条目使得

$$

\sin A = \left(\begin{array}{cc} 1 & 1996 \\ 0 & 1 \end{array} \right)。

$$

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。1996 年 Putnam B4 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?