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。
For a sequence of real numbers, we define its price as Given real numbers, Dave and George want to arrange them into a sequence with a low price. Diligent Dave checks all possible ways and finds the minimum possible price . Greedy George, on the other hand, chooses such that is as small as possible; among the remaining numbers, he chooses such that is as small as possible, and so on. Thus, in the step he chooses among the remaining numbers so as to minimise the value of . In each step, if several numbers provide the same value, George chooses one at random. Finally he gets a sequence with price . Find the least possible constant such that for every positive integer , for every collection of real numbers, and for every possible sequence that George might obtain, the resulting values satisfy the inequality . (Georgia)
对于实数序列 ,我们将其价格定义为 给定 实数,Dave 和 George 希望将它们排列成价格较低的序列。勤奋的戴夫检查了所有可能的方法并找到了可能的最低价格 。另一方面,贪婪的乔治选择 使得 尽可能小;在剩余的数字中,他选择,使得尽可能小,依此类推。因此,在步骤中,他在剩余的数字中选择,以最小化的值。在每一步中,如果多个数字提供相同的值,乔治会随机选择一个。最后他得到了一个价格为 的序列。找到最小可能的常数 ,使得对于每个正整数 、对于每个 实数集合以及对于 George 可能获得的每个可能序列,结果值满足不等式 。 (乔治亚州)
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。2014 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?