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/2011.pdf。
Define a *growing spiral* in the plane to be a sequence
of points with integer coordinates such
that and:
\item the directed line segments
are in the successive coordinate directions east (for ), north,
west, south, east, etc.;
\item the lengths of these line segments are positive and strictly
increasing.
[Picture omitted.] How many of the points with
integer coordinates *cannot*
be the last point, of any growing spiral?
将平面中的*生长螺旋*定义为序列
具有整数坐标的点 这样
和:
\item 有向线段
位于连续的坐标方向东()、北、
西、南、东等;
\item 这些线段的长度是正数并且严格
增加。
[图片省略。] 多少个点 与
整数坐标 *不能*
是任何增长螺旋的最后一个点,?
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。2011 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?