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番外 · 闲灯 / Putnam 数学竞赛 / A3 · number-theory

2002 Putnam A3

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 A3 number-theory

Let n2n \geq 2 be an integer and TnT_n be the number of non-empty

subsets SS of {1,2,3,,n}\{1, 2, 3, \dots, n\} with the property that the

average of the elements of SS is an integer. Prove that

TnnT_n - n is always even.

n2n \geq 2 为整数,TnT_n 为非空数

{1,2,3,,n}\{1, 2, 3, \dots, n\} 的子集 SS 具有以下属性

SS 元素的平均值是一个整数。证明

TnnT_n - n 始终为偶数。

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 A3 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?