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番外 · 题谱 · 2010 · P3

2010 IMO Shortlist A3

代数 · P3/P6 · 压轴题

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 2010 A3 algebra

Let x1,,x100x_{1}, \ldots, x_{100} be nonnegative real numbers such that xi+xi+1+xi+21x_{i}+x_{i+1}+x_{i+2} \leq 1 for all i=1,,100i=1, \ldots, 100 (we put x101=x1,x102=x2x_{101}=x_{1}, x_{102}=x_{2} ). Find the maximal possible value of the sum S=i=1100xixi+2S=\sum_{i=1}^{100} x_{i} x_{i+2} (Russia) Answer. 252\frac{25}{2}.

x1,,x100x_{1}, \ldots, x_{100} 为非负实数,使得 xi+xi+1+xi+21x_{i}+x_{i+1}+x_{i+2} \leq 1 对于所有 i=1,,100i=1, \ldots, 100 (我们输入 x101=x1,x102=x2x_{101}=x_{1}, x_{102}=x_{2} )。求总和的最大可能值 S=i=1100xixi+2S=\sum_{i=1}^{100} x_{i} x_{i+2} (俄罗斯)答案。 252\frac{25}{2}

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。2010 年 IMO Shortlist A3 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?