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番外 · 闲灯 / Putnam 数学竞赛 / B2 · number-theory

2022 Putnam B2

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 B2 number-theory

Let ×\times represent the cross product in R3\mathbb{R}^3. For what positive integers nn does there exist a set SR3S \subset \mathbb{R}^3 with exactly nn elements such that

$$

S = \{v \times w: v, w \in S\}?

$$

×\times代表R3\mathbb{R}^3中的叉积。对于什么正整数nn,存在一个集合SR3S \subset \mathbb{R}^3,其中恰好有nn个元素,使得

$$

S = \{v \times w: v, w \in S\}?

$$

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 B2 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?