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番外 · 闲灯 / Putnam 数学竞赛 / B1 · number-theory

2022 Putnam B1

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/2022.pdf。

Putnam 2022 B1 number-theory

Suppose that P(x)=a1x+a2x2++anxnP(x) = a_1 x + a_2 x^2 + \cdots + a_n x^n is a polynomial with integer coefficients, with a1a_1 odd. Suppose that eP(x)=b0+b1x+b2x2+e^{P(x)} = b_0 + b_1 x + b_2 x^2 + \cdots for all xx. Prove that bkb_k is nonzero for all k0k \geq 0.

假设 P(x)=a1x+a2x2++anxnP(x) = a_1 x + a_2 x^2 + \cdots + a_n x^n 是一个具有整数系数的多项式,其中 a1a_1 为奇数。假设对于所有 xxeP(x)=b0+b1x+b2x2+e^{P(x)} = b_0 + b_1 x + b_2 x^2 + \cdots。证明对于所有 k0k \geq 0bkb_k 不为零。

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。2022 年 Putnam B1 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?