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2025 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/2025.pdf。

Putnam 2025 A4 algebra

Find the minimal value of kk such that there exist kk-by-kk real matrices A1,,A2025A_1, \dots, A_{2025} with the property that AiAj=AjAiA_i A_j = A_j A_i if and only if ij{0,1,2024}|i-j| \in \{0,1,2024\}.

kk 的最小值,使得存在 kk-by-kk 实数矩阵 A1,,A2025A_1, \dots, A_{2025},其属性为 AiAj=AjAiA_i A_j = A_j A_i 当且仅当 ij\在{0,1,2024}|i-j| \在\{0,1,2024\}

提示 1

先把题面里的关系改写成一个干净的代数对象。

提示 2

寻找不变量、对称式或一个可以降次数的替换。

提示 3

最后用判别式、因式分解、单调性或构造把所有可能排完。

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。2025 年 Putnam A4 可先归入代数: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?