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番外 · 题谱 · 1998 · P2

1998 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 1998 P2 algebra

Given a positive integer n>1n>1 , determine with proof if there exist 2n2n pairwise different positive integers a1,,an,b1,bna_1,\ldots ,a_n,b_1,\ldots b_n such that a1++an=b1++bna_1+\ldots +a_n=b_1+\ldots +b_n and

n1>i=1naibiai+bi>n111998.n-1>\sum_{i=1}^{n}\frac{a_i-b_i}{a_i+b_i}>n-1-\frac{1}{1998}.

给定一个正整数 n>1n>1 ,通过证明确定是否存在 2n2n 成对的不同正整数 a1,,an,b1,bna_1,\ldots ,a_n,b_1,\ldots b_n 使得 a1++an=b1++bna_1+\ldots +a_n=b_1+\ldots +b_n

n1>i=1naibiai+bi>n111998.n-1>\sum_{i=1}^{n}\frac{a_i-b_i}{a_i+b_i}>n-1-\frac{1}{1998}.

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 1998 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。