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番外 · 题谱 · 2002 · P6

2002 CMO 第 6 题

几何 / 组合 · P3/P6 · 压轴题

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 2002 P6 geometrycombinatorics

Suppose that c(12,1)c\in\left(\frac{1}{2},1\right) . Find the least MM such that for every integer n2n\ge 2 and real numbers 0<a1a2an0<a_1\le a_2\le\ldots \le a_n , if 1nk=1nkak=ck=1nak\frac{1}{n}\sum_{k=1}^{n}ka_{k}=c\sum_{k=1}^{n}a_{k} , then we always have that k=1nakMk=1mak\sum_{k=1}^{n}a_{k}\le M\sum_{k=1}^{m}a_{k} where m=[cn]m=[cn]

假设 c(12,1)c\in\left(\frac{1}{2},1\right) 。找到最小的 MM 使得对于每个整数 n2n\ge 2 和实数 0<a1a2an0<a_1\le a_2\le\ldots \le a_n ,如果 1nk=1nkak=ck=1nak\frac{1}{n}\sum_{k=1}^{n}ka_{k}=c\sum_{k=1}^{n}a_{k} ,那么我们总是有k=1nakMk=1mak\sum_{k=1}^{n}a_{k}\le M\sum_{k=1}^{m}a_{k} 其中 m=[cn]m=[cn]

提示 1

先标出所有固定量和会变化的点。

提示 2

尝试角追、相似、圆幂、面积比或坐标化中的一种。

提示 3

把关键等式还原成一个标准定理或一个可构造的辅助点。

完整解答

题面已直接收录。先把 2002 年 CMO 第 6 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。