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番外 · 题谱 · 2011 · P1

2011 CMO 第 1 题

数论 · P1/P4 · 起手题

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 2011 P1 number-theory

Let a1,a2,,ana_1,a_2,\ldots,a_n are real numbers, prove that;

i=1nai2i=1naiai+1n2(Mm)2.\sum_{i=1}^na_i^2-\sum_{i=1}^n a_i a_{i+1} \le \left\lfloor \frac{n}{2}\right\rfloor(M-m)^2.

where an+1=a1,M=max1inai,m=min1inaia_{n+1}=a_1,M=\max_{1\le i\le n} a_i,m=\min_{1\le i\le n} a_i .

a1,a2,,ana_1,a_2,\ldots,a_n为实数,证明;

i=1nai2i=1naiai+1n2(Mm)2\sum_{i=1}^na_i^2-\sum_{i=1}^n a_i a_{i+1} \le \left\lfloor \frac{n}{2}\right\rfloor(M-m)^2。

其中 an+1=a1,M=max1inai,m=min1inaia_{n+1}=a_1,M=\max_{1\le i\le n} a_i,m=\min_{1\le i\le n} a_i

提示 1

先看模小素数、最大公因数或整除链。

提示 2

把整数条件转成同余方程或 p 进指数比较。

提示 3

若要存在性,用构造;若要唯一性,用最小反例或下降。

完整解答

题面已直接收录。先把 2011 年 CMO 第 1 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。