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番外 · 题谱 · 1976 · P5

1976 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/1976/eng.pdf。本站于 2026-05-13 将 IMO 题谱生成范围校验至 2025 年。

IMO 1976 P5 inequality

(NET 3) IMO5{ }^{\mathrm{IMO} 5} Let a set of pp equations be given, a11x1++a1qxq=0a21x1++a2qxq=0ap1x1++apqxq=0,\begin{gathered} a_{11} x_{1}+\cdots+a_{1 q} x_{q}=0 \\ a_{21} x_{1}+\cdots+a_{2 q} x_{q}=0 \\ \vdots \\ a_{p 1} x_{1}+\cdots+a_{p q} x_{q}=0, \end{gathered} with coefficients aija_{i j} satisfying aij=1,0a_{i j}=-1,0, or +1 for all i=1,,pi=1, \ldots, p and j=1,,qj=1, \ldots, q. Prove that if q=2pq=2 p, there exists a solution x1,,xqx_{1}, \ldots, x_{q} of this system such that all xj(j=1,,q)x_{j}(j=1, \ldots, q) are integers satisfying xjq\left|x_{j}\right| \leq q and xj0x_{j} \neq 0 for at least one value of jj.

(NET 3) IMO5{ }^{\mathrm{IMO} 5} 给出一组 pp 方程, a11x1++a1qxq=0a21x1++a2qxq=0ap1x1++apqxq=0\begin{gathered} a_{11} x_{1}+\cdots+a_{1 q} x_{q}=0 \\ a_{21} x_{1}+\cdots+a_{2 q} x_{q}=0 \\ \vdots \\ a_{p 1} x_{1}+\cdots+a_{p q} x_{q}=0,\end{gathered},系数 aija_{i j} 满足 aij=1,0a_{i j}=-1,0,或对于所有 i=1pi=1、\ldots、pj=1qj=1、\ldots、q 为 +1。证明如果q=2pq=2 p,则存在该系统的解x1,,xqx_{1}, \ldots, x_{q},使得所有xj(j=1,,q)x_{j}(j=1, \ldots, q)都是满足xj的整数对于\left|x_{j}\right|的整数对于j的至少一个值,q的至少一个值,\leq qxj0x_{j} \neq 0

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 1976 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。