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番外 · 闲灯 / Putnam 数学竞赛 / A1 · number-theory

2002 Putnam A1

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/2002.pdf。

Putnam 2002 A1 number-theory

Let kk be a fixed positive integer. The nn-th derivative of

1xk1\frac{1}{x^k - 1} has the form Pn(x)(xk1)n+1\frac{P_n(x)}{(x^k - 1)^{n+1}}

where Pn(x)P_n(x) is a polynomial. Find Pn(1)P_n(1).

kk 为固定正整数。的 nn 阶导数

1xk1\frac{1}{x^k - 1} 的形式为 Pn(x)(xk1)n+1\frac{P_n(x)}{(x^k - 1)^{n+1}}

其中 Pn(x)P_n(x) 是多项式。找到Pn(1)P_n(1)

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。2002 年 Putnam A1 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?