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2005 Putnam A4

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/2005.pdf。

Putnam 2005 A4 algebra

Let HH be an n×nn \times n matrix all of whose entries are ±1\pm 1 and

whose rows are mutually orthogonal. Suppose HH has an a×ba \times b submatrix

whose entries are all 11. Show that abnab \leq n.

HHn×nn \times n 矩阵,其所有条目均为 ±1\pm 1

其行相互正交。假设 HH 有一个 a×ba \times b 子矩阵

其参赛作品均为 1 美元。显示 abnab \leq n

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。2005 年 Putnam A4 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?