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番外 · 题谱 · 2021 · P6

2021 IMO Shortlist A6

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 2021 A6 algebra

Let AA be a finite set of (not necessarily positive) integers, and let m2m \geq 2 be an integer. Assume that there exist non-empty subsets B1,B2,B3,,BmB_{1}, B_{2}, B_{3}, \ldots, B_{m} of AA whose elements add up to the sums m1,m2,m3,,mmm^{1}, m^{2}, m^{3}, \ldots, m^{m}, respectively. Prove that AA contains at least m/2m / 2 elements.

AA 为有限(不一定为正)整数集,并令 m2m \geq 2 为整数。假设AA存在非空子集B1B2B3BmB_{1}、B_{2}、B_{3}、\ldots、B_{m},其元素之和分别为m1m2m3mmm^{1}、m^{2}、m^{3}、\ldots、m^{m}。证明 AA 至少包含 m/2m / 2 个元素。

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。2021 年 IMO Shortlist A6 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?