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

2014 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/2014.pdf。

Putnam 2014 B3 number-theory

Let AA be an m×nm \times n matrix with rational entries.

Suppose that there are at least m+nm+n distinct prime numbers among the absolute values of the entries of AA. Show that the rank of AA is at least 2.

AA 为具有有理项的 m×nm \times n 矩阵。

假设AA 的条目的绝对值中至少有m+nm+n 个不同的素数。证明 AA 的等级至少为 2。

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。2014 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?