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

2019 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/2019.pdf。

Putnam 2019 B6 number-theory

Let Zn\mathbb{Z}^n be the integer lattice in Rn\mathbb{R}^n. Two points in Zn\mathbb{Z}^n are called
*neighbors* if they differ by exactly 11 in one coordinate and are equal in all other coordinates.
For which integers n1n \geq 1 does there exist a set of points SZnS \subset \mathbb{Z}^n satisfying the following two conditions?

(1) If pp is in SS, then none of the neighbors of pp is in SS.

(2) If pZnp \in \mathbb{Z}^n is not in SS, then exactly one of the neighbors of pp is in SS.

Zn\mathbb{Z}^nRn\mathbb{R}^n 中的整数格。 Zn\mathbb{Z}^n 中的两个点称为

*邻居*如果它们在一个坐标中正好相差11并且在所有其他坐标中相等。

对于哪些整数 n1n \geq 1 存在满足以下两个条件的点集 SZnS \subset \mathbb{Z}^n

(1) 如果ppSS中,则pp的邻居都不在SS中。

(2) 如果pZnp \in \mathbb{Z}^n 不在SS 中,则pp 的邻居之一在SS 中。

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 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?