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番外 · 闲灯 / Putnam 数学竞赛 / B3 · number-theory

1997 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/1997.pdf。

Putnam 1997 B3 number-theory

For each positive integer nn, write the sum $\sum_{m=1}^n

1/mintheformin the formp_n/q_n,where, wherep_nandandq_n$ are relatively prime

positive integers. Determine all nn such that 5 does not divide qnq_n.

对于每个正整数 nn,写出总和 $\sum_{m=1}^n

1/m形式为形式为p_n/q_n,其中,其中p_nq_n$ 互质

正整数。确定所有 nn 使得 5 不能整除 qnq_n

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。1997 年 Putnam B3 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?