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番外 · 题谱 · 2022 · P3

2022 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 2022 A3 algebra

Let R>0\mathbb{R}_{>0} be the set of positive real numbers. Find all functions f:R>0R>0f: \mathbb{R}_{>0} \rightarrow \mathbb{R}_{>0} such that, for every xR>0x \in \mathbb{R}_{>0}, there exists a unique yR>0y \in \mathbb{R}_{>0} satisfying xf(y)+yf(x)2x f(y)+y f(x) \leq 2 (Netherlands)

R>0\mathbb{R}_{>0} 为正实数集合。查找所有函数 f:R>0R>0f: \mathbb{R}_{>0} \rightarrow \mathbb{R}_{>0},使得对于每个 xR>0x \in \mathbb{R}_{>0},存在唯一的 yR>0y \in \mathbb{R}_{>0} 满足 xf(y)+yf(x)2x f(y)+y f(x) \leq 2 (荷兰)

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。2022 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?