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番外 · 闲灯 / Putnam 数学竞赛 / A6 · number-theory

2024 Putnam A6

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 A6 number-theory

Let c0,c1,c2,c_0,c_1,c_2,\dots be the sequence defined so that

$$

\frac{1-3x-\sqrt{1-14x+9x^2}}{4} = \sum_{k=0}^\infty c_k x^k

$$

for sufficiently small xx. For a positive integer nn, let AA be the nn-by-nn matrix with i,ji,j-entry ci+j1c_{i+j-1} for ii and jj in {1,,n}\{1,\dots,n\}. Find the determinant of AA.

c0,c1,c2,c_0,c_1,c_2,\dots 为定义的序列,以便

$$

\frac{1-3x-\sqrt{1-14x+9x^2}}{4} = \sum_{k=0}^\infty c_k x^k

$$

对于足够小的xx。对于正整数 nn,令 AAnn-by-nn 矩阵,i,ji,j 条目 ci+j1c_{i+j-1} 表示 iijj,位于 {1,,n}\{1,\dots,n\} 中。求 AA 的行列式。

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 A6 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?