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番外 · 题谱 · 2009 · P4

2009 IMO Shortlist A4

代数 · P1/P4 · 起手题

题面据 IMO Shortlist 可核档案整理;中文题意为本站自译,公式请以原始来源为准。

IMO Shortlist 2009 A4 algebra

BLR Let a,b,ca, b, c be positive real numbers such that ab+bc+ca3abca b+b c+c a \leq 3 a b c. Prove that a2+b2a+b+b2+c2b+c+c2+a2c+a+32(a+b+b+c+c+a).\sqrt{\frac{a^{2}+b^{2}}{a+b}}+\sqrt{\frac{b^{2}+c^{2}}{b+c}}+\sqrt{\frac{c^{2}+a^{2}}{c+a}}+3 \leq \sqrt{2}(\sqrt{a+b}+\sqrt{b+c}+\sqrt{c+a}) .

BLR 设 a,b,ca, b, c 为正实数,使得 ab+bc+ca3abca b+b c+c a \leq 3 a b c。证明 a2+b2a+b+b2+c2b+c+c2+a2c+a+32(a+b+b+c+c+a)\sqrt{\frac{a^{2}+b^{2}}{a+b}}+\sqrt{\frac{b^{2}+c^{2}}{b+c}}+\sqrt{\frac{c^{2}+a^{2}}{c+a}}+3 \leq \sqrt{2}(\sqrt{a+b}+\sqrt{b+c}+\sqrt{c+a}) 。

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、单调性或构造把所有可能排完。

完整解答

这页先给题面、题型和提示阶梯,完整证明留给读者逐步展开。2009 年 IMO Shortlist A4 可先归入代数:第一步把题设翻成对象、条件、目标三行;第二步沿提示寻找不变量、标准构型或关键变形;第三步补齐边界情形,并回到题目原要求核对。

这题适合先独立想一轮再打开提示。不要急着搜索完整解答,先问自己:题面里最硬的限制是哪一句?