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番外 · 闲灯 / Putnam 数学竞赛 / B5 · number-theory

2019 Putnam B5

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/2019.pdf。

Putnam 2019 B5 number-theory

Let FmF_m be the mmth Fibonacci number, defined by F1=F2=1F_1 = F_2 = 1 and Fm=Fm1+Fm2F_m = F_{m-1} + F_{m-2} for all m3m \geq 3.

Let p(x)p(x) be the polynomial of degree 10081008 such that p(2n+1)=F2n+1p(2n+1) = F_{2n+1} for n=0,1,2,,1008n=0,1,2,\dots,1008. Find integers jj and kk such that p(2019)=FjFkp(2019) = F_j - F_k.

FmF_m 为第 mm 个斐波那契数,对于所有 m3m \geq 3,由 F1=F2=1F_1 = F_2 = 1Fm=Fm1+Fm2F_m = F_{m-1} + F_{m-2} 定义。

p(x)p(x)10081008 次多项式,使得 p(2n+1)=F2n+1p(2n+1) = F_{2n+1} 对于 n=0,1,2,,1008n=0,1,2,\dots,1008。查找整数 jjkk,使得 p(2019)=FjFkp(2019) = F_j - F_k

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。2019 年 Putnam B5 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?