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番外 · 题谱 · 2007 · P4

2007 APMO 第 4 题

不等式 · P1/P4 · 起手题

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 2007 P4 inequality

Let x,yx, y and zz be positive real numbers such that x+y+z=1\sqrt{x}+\sqrt{y}+\sqrt{z}=1. Prove that

$$

\frac{x^{2}+y z}{\sqrt{2 x^{2}(y+z)}}+\frac{y^{2}+z x}{\sqrt{2 y^{2}(z+x)}}+\frac{z^{2}+x y}{\sqrt{2 z^{2}(x+y)}} \geq 1

$$

xyx、yzz为正实数,使得x+y+z=1\sqrt{x}+\sqrt{y}+\sqrt{z}=1。证明

x2+yz2x2(y+z)+y2+zx2y2(z+x)+z2+xy2z2(x+y)1\frac{x^{2}+y z}{\sqrt{2 x^{2}(y+z)}}+\frac{y^{2}+z x}{\sqrt{2 y^{2}(z+x)}}+\frac{z^{2}+x y}{\sqrt{2 z^{2}(x+y)}} \geq 1

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。2007 年 APMO P4 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?