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

2003 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/2003.pdf。

Putnam 2003 B3 number-theory

Show that for each positive integer n,

$$

n! = \prod_{i=1}^n \mathrm{lcm}\{1, 2, \dots, \lfloor n/i\rfloor\} .

$$

(Here lcm\mathrm{lcm} denotes the least common multiple, and

x\lfloor x \rfloor denotes the greatest integer x\leq x.)

证明对于每个正整数 n,

$$

嗯! = \prod_{i=1}^n \mathrm{lcm}\{1, 2, \dots, \lfloor n/i\rfloor\} 。

$$

(这里lcm\mathrm{lcm}表示最小公倍数,并且

x\lfloor x \rfloor 表示最大整数 x\leq x。)

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。2003 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?