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番外 · 题谱 · 2005 · P2

2005 APMO 第 2 题

不等式 · P2/P5 · 中段题

题面据 APMO 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。

APMO 2005 P2 inequality

Let a,ba, b and cc be positive real numbers such that abc=8a b c=8. Prove that

$$

\frac{a^{2}}{\sqrt{\left(1+a^{3}\right)\left(1+b^{3}\right)}}+\frac{b^{2}}{\sqrt{\left(1+b^{3}\right)\left(1+c^{3}\right)}}+\frac{c^{2}}{\sqrt{\left(1+c^{3}\right)\left(1+a^{3}\right)}} \geq \frac{4}{3} .

$$

aba、bcc 为正实数,使得abc=8a b c=8。证明

a2(1+a3)(1+b3)+b2(1+b3)(1+c3)+c2(1+c3)(1+a3)43\frac{a^{2}}{\sqrt{\left(1+a^{3}\right)\left(1+b^{3}\right)}}+\frac{b^{2}}{\sqrt{\left(1+b^{ 3}\right)\left(1+c^{3}\right)}}+\frac{c^{2}}{\sqrt{\left(1+c^{3}\right)\left(1+a^{3}\right)}} \geq \frac{4}{3} 。

提示 1

先猜等号形状,再看同次性、归一化和每一项的量纲。

提示 2

试着把式子拆成均值、柯西、凸性、重排或切线法可处理的块。

提示 3

最后检查等号条件和边界情形是否都与题设兼容。

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。2005 年 APMO P2 可先归入不等式: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?