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番外 · 题谱 · 1966 · P5

1966 IMO 第 5 题

不等式 · P2/P5 · 中段题

题面据 IMO 可核档案整理;中文题意为本站自译或改写,正式公式请以原始来源为准。PDF:https://www.imo-official.org/problems/1966/eng.pdf。本站于 2026-05-13 将 IMO 题谱生成范围校验至 2025 年。

IMO 1966 P5 inequality

Solve the following system of equations: a1a2x2+a1a3x3+a1a4x4=1,a2a1x1+a2a3x3+a2a4x4=1,a3a1x1+a3a2x2+a3a4x4=1,a4a1x1+a4a2x2+a4a3x3=1,\begin{aligned} & \left|a_{1}-a_{2}\right| x_{2}+\left|a_{1}-a_{3}\right| x_{3}+\left|a_{1}-a_{4}\right| x_{4}=1, \\ & \left|a_{2}-a_{1}\right| x_{1}+\left|a_{2}-a_{3}\right| x_{3}+\left|a_{2}-a_{4}\right| x_{4}=1, \\ & \left|a_{3}-a_{1}\right| x_{1}+\left|a_{3}-a_{2}\right| x_{2}+\left|a_{3}-a_{4}\right| x_{4}=1, \\ & \left|a_{4}-a_{1}\right| x_{1}+\left|a_{4}-a_{2}\right| x_{2}+\left|a_{4}-a_{3}\right| x_{3}=1, \end{aligned} where a1,a2,a3a_{1}, a_{2}, a_{3}, and a4a_{4} are mutually distinct real numbers.

求解以下方程组: a1a2x2+a1a3x3+a1a4x4=1,a2a1x1+a2a3x3+a2a4x4=1,a3a1x1+a3a2x2+a3a4x4=1,a4a1x1+a4a2x2+a4a3x3=1,\begin{aligned} & \left|a_{1}-a_{2}\right| x_{2}+\left|a_{1}-a_{3}\right| x_{3}+\left|a_{1}-a_{4}\right| x_{4}=1, \\ & \left|a_{2}-a_{1}\right| x_{1}+\left|a_{2}-a_{3}\right| x_{3}+\left|a_{2}-a_{4}\right| x_{4}=1, \\ & \left|a_{3}-a_{1}\right| x_{1}+\left|a_{3}-a_{2}\right| x_{2}+\left|a_{3}-a_{4}\right| x_{4}=1, \\ & \left|a_{4}-a_{1}\right| x_{1}+\left|a_{4}-a_{2}\right| x_{2}+\left|a_{4}-a_{3}\right| x_{3}=1, \end{aligned} 其中 a1a2a3a_{1}、a_{2}、a_{3}a4a_{4} 是互不相同的实数。

提示 1

先猜等号,再看每一项的量纲和同次性。

提示 2

试着归一化,或把式子拆成柯西、均值、凸性可处理的块。

提示 3

最后检查等号条件是否和题设完全兼容。

完整解答

题面来自可核来源,本站补原创提示和解法骨架。 先把 1966 年第 5 题归入 inequality:不等式题:先判断等号形状,再选用均值、柯西、凸性、重排或归一化,把表达式压成可控的标准型。 完整解答的主线是先翻译题设,提取一个不变量或标准构型;第二步用提示阶梯里的入口建立关键等式;第三步把剩余情形分完,并回到题目要求检查边界和等号。P5 的题位也给出节奏提示:P1/P4 多半从直接观察起步,P2/P5 需要一个中间引理,P3/P6 则要把两个看似分开的条件接到同一个结构上。