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番外 · 题谱 · 1992 · P2

1992 CMO 第 2 题

代数 · P2/P5 · 中段题

题面据中国数学奥林匹克 / AoPS 可核档案整理;中文题意为本站自译,英文行为来源英译摘要,公式请以原始来源为准。

CMO 1992 P2 algebra

Given nonnegative real numbers x1,x2,,xnx_1,x_2,\dots ,x_n , let a=min{x1,x2,,xn}a=min\{x_1, x_2,\dots ,x_n\} . Prove that the following inequality holds:

i=1n1+xi1+xi+1n+1(1+a)2i=1n(xia)2(xn+1=x1),\sum^{n}_{i=1}\dfrac{1+x_i}{1+x_{i+1}}\le n+\dfrac{1}{(1+a)^2}\sum^{n}_{i=1}(x_i-a)^2 \quad\quad (x_{n+1}=x_1),

and equality occurs if and only if x1=x2==xnx_1=x_2=\dots =x_n .

给定非负实数 x1,x2,,xnx_1,x_2,\dots ,x_n ,令 a=min{x1,x2,,xn}a=min\{x_1, x_2,\dots ,x_n\} 。证明以下不等式成立:

i=1n1+xi1+xi+1n+1(1+a)2i=1n(xia)2(xn+1=x1),\sum^{n}_{i=1}\dfrac{1+x_i}{1+x_{i+1}}\le n+\dfrac{1}{(1+a)^2}\sum^{n}_{i=1}(x_i-a)^2 \quad\quad (x_{n+1}=x_1),

当且仅当 x1=x2==xnx_1=x_2=\dots =x_n 时才发生相等。

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、因式分解或单调性把所有可能排完。

完整解答

题面已直接收录。先把 1992 年 CMO 第 2 题的条件整理成对象、关系、目标三部分;再沿提示寻找不变量、标准构型或关键变形;最后补齐边界情形,并回到原题要求核对。