灯下 登录
番外 · 题谱 · 2013 · P4

2013 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 2013 A4 algebra

Let nn be a positive integer, and consider a sequence a1,a2,,ana_{1}, a_{2}, \ldots, a_{n} of positive integers. Extend it periodically to an infinite sequence a1,a2,a_{1}, a_{2}, \ldots by defining an+i=aia_{n+i}=a_{i} for all i1i \geq 1. If a1a2ana1+na_{1} \leq a_{2} \leq \cdots \leq a_{n} \leq a_{1}+n and aain+i1 for i=1,2,,na_{a_{i}} \leq n+i-1 \quad \text { for } i=1,2, \ldots, n prove that a1++ann2.a_{1}+\cdots+a_{n} \leq n^{2} . (Germany)

nn 为正整数,并考虑正整数序列 a1,a2,,ana_{1}, a_{2}, \ldots, a_{n}。通过为所有 i1i \geq 1 定义 an+i=aia_{n+i}=a_{i},将其定期扩展为无限序列 a1,a2,a_{1}, a_{2}, \ldots。如果 a1a2ana1+na_{1} \leq a_{2} \leq \cdots \leq a_{n} \leq a_{1}+naain+i1 for i=1,2,,na_{a_{i}} \leq n+i-1 \quad \text { for } i=1,2, \ldots, n 证明 a1++ann2a_{1}+\cdots+a_{n} \leq n^{2} 。(德国)

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。2013 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?