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番外 · 题谱 · 2015 · P1

2015 IMO Shortlist A1

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 2015 A1 algebra

Suppose that a sequence a1,a2,a_{1}, a_{2}, \ldots of positive real numbers satisfies ak+1kakak2+(k1)a_{k+1} \geq \frac{k a_{k}}{a_{k}^{2}+(k-1)} for every positive integer kk. Prove that a1+a2++anna_{1}+a_{2}+\cdots+a_{n} \geq n for every n2n \geq 2.

假设正实数序列 a1,a2,a_{1}, a_{2}, \ldots 对于每个正整数 kk 都满足 ak+1kakak2+(k1)a_{k+1} \geq \frac{k a_{k}}{a_{k}^{2}+(k-1)}。证明 a1+a2++anna_{1}+a_{2}+\cdots+a_{n} \geq n 对于每个 n2n \geq 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。2015 年 IMO Shortlist A1 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?