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番外 · 闲灯 / Putnam 数学竞赛 / B6 · number-theory

2013 Putnam B6

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/2013.pdf。

Putnam 2013 B6 number-theory

Let n1n \geq 1 be an odd integer. Alice and Bob play the following game,
taking alternating turns, with Alice playing first.
The playing area consists of nn spaces, arranged in a line.
Initially all spaces are empty.
At each turn, a player either

\item

places a stone in an empty space, or

\item

removes a stone from a nonempty space ss,

places a stone in the nearest empty space to the left of ss

(if such a space exists),

and places a stone in the nearest empty space to the right of ss

(if such a space exists).

n1n \geq 1 为奇数。爱丽丝和鲍勃玩以下游戏,

交替轮流,爱丽丝先玩。

游戏区域由nn 个空间组成,排列成一条线。

最初所有空间都是空的。

在每一回合,玩家要么

\项目
将一块石头放在空旷的地方,或者
\项目
从非空空间 ss 中取出一块石头,
ss 左边最近的空白处放置一块石头
(如果存在这样的空间),
并在 ss 右侧最近的空白处放置一块石头
(如果存在这样的空间)。

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。2013 年 Putnam B6 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?