灯下 登录
番外 · 闲灯 / Putnam 数学竞赛 / A4 · number-theory

2024 Putnam A4

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/2024.pdf。

Putnam 2024 A4 number-theory

Find all primes p>5p > 5 for which there exists an integer aa and an integer rr satisfying 1rp11 \leq r \leq p-1 with the following property: the sequence 1,a,a2,,ap51,a,a^2,\dots,a^{p-5} can be rearranged to form a sequence b0,b1,b2,,bp5b_0,b_1,b_2,\dots,b_{p-5} such that bnbn1rb_n-b_{n-1}-r is divisible by pp for 1np51 \leq n \leq p-5.

查找所有素数 p>5p > 5,其中存在整数 aa 和整数 rr 满足 1rp11 \leq r \leq p-1 且具有以下属性:序列 1,a,a2,,ap51,a,a^2,\dots,a^{p-5} 可以重新排列以形成序列 b0,b1,b2,,bp5b_0,b_1,b_2,\dots,b_{p-5} 使得bnbn1rb_n-b_{n-1}-r 可被 pp 整除,即 1np51 \leq n \leq p-5

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。2024 年 Putnam A4 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?