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番外 · 题谱 · 2005 · P2

2005 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 2005 P2 algebra

Suppose θi(π2,π2),i=1,2,3,4\theta_{i}\in(-\frac{\pi}{2},\frac{\pi}{2}), i = 1,2,3,4 . Prove that, there exist xRx\in \mathbb{R} , satisfying two inequalities $$

\begin{aligned} \cos^2\theta_1\cos^2\theta_2-(\sin\theta\sin\theta_2-x)^2 &\geq& 0, \cos^2\theta_3\cos^2\theta_4-(\sin\theta_3\sin\theta_4-x)^2 & \geq & 0 \end{aligned}

$$

if and only if i=14sin2θi2(1+i=14sinθi+i=14cosθi).\sum^4_{i=1}\sin^2\theta_i\leq2(1+\prod^4_{i=1}\sin\theta_i + \prod^4_{i=1}\cos\theta_i).

假设 θi(π2,π2),i=1,2,3,4\theta_{i}\in(-\frac{\pi}{2},\frac{\pi}{2}), i = 1,2,3,4 。证明,存在 xRx\in \mathbb{R} ,满足两个不等式 $$

\begin{对齐} \cos^2\theta_1\cos^2\theta_2-(\sin\theta\sin\theta_2-x)^2 &\geq& 0, \cos^2\theta_3\cos^2\theta_4-(\sin\theta_3\sin\theta_4-x)^2 & \geq & 0 \end{对齐}

$$

当且仅当i=14sin2θi2(1+i=14sinθi+i=14cosθi)\sum^4_{i=1}\sin^2\theta_i\leq2(1+\prod^4_{i=1}\sin\theta_i + \prod^4_{i=1}\cos\theta_i)。

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 2005 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。