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番外 · 题谱 · 2008 · P2

2008 IMO 第 2 题

代数 · 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/2008/eng.pdf。本站于 2026-05-13 将 IMO 题谱生成范围校验至 2025 年。

IMO 2008 P2 algebra

Let xx , yy , zz be real numbers with xyz=1xyz = 1 , all different from 1. Prove that

x2(x1)2+y2(y1)2+z2(z1)21\frac{x^{2}}{(x - 1)^{2}} +\frac{y^{2}}{(y - 1)^{2}} +\frac{z^{2}}{(z - 1)^{2}}\geq 1

and show that equality holds for infinitely many choices of rational numbers xx , yy , zz .

xxyyzz 为实数且 xyz=1xyz = 1 ,均不同于 1。证明

x2(x1)2+y2(y1)2+z2(z1)21\frac{x^{2}}{(x - 1)^{2}} +\frac{y^{2}}{(y - 1)^{2}} +\frac{z^{2}}{(z - 1)^{2}}\geq 1

并证明等式对于有理数 xxyyzz 的无限多种选择成立。

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

题面来自可核来源,本站补原创提示和解法骨架。 先把 2008 年第 2 题归入 algebra:代数结构题:先把变量、方程或多项式关系整理成少数几个不变量,再看对称性、单调性或根的分布。 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。P2 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。