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番外 · 题谱 · 2022 · P5

2022 APMO 第 5 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 2022 P5 inequality

Let a,b,c,da, b, c, d be real numbers such that a2+b2+c2+d2=1a^{2}+b^{2}+c^{2}+d^{2}=1. Determine the minimum value of (ab)(bc)(cd)(da)(a-b)(b-c)(c-d)(d-a) and determine all values of (a,b,c,d)(a, b, c, d) such that the minimum value is achieved.

a,b,c,da, b, c, d 为实数,使得 a2+b2+c2+d2=1a^{2}+b^{2}+c^{2}+d^{2}=1。确定 (ab)(bc)(cd)(da)(a-b)(b-c)(c-d)(d-a) 的最小值,并确定 (a,b,c,d)(a, b, c, d) 的所有值,以便达到最小值。

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。2022 年 APMO P5 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?