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番外 · 题谱 · 2022 · P4

2022 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 2022 A4 algebra

Let n3n \geq 3 be an integer, and let x1,x2,,xnx_{1}, x_{2}, \ldots, x_{n} be real numbers in the interval [0,1][0,1]. Let s=x1+x2++xns=x_{1}+x_{2}+\ldots+x_{n}, and assume that s3s \geq 3. Prove that there exist integers ii and jj with 1i<jn1 \leq i<j \leq n such that 2jixixj>2s32^{j-i} x_{i} x_{j}>2^{s-3} (Trinidad and Tobago)

n3n \geq 3 为整数,并令 x1,x2,,xnx_{1}, x_{2}, \ldots, x_{n} 为区间 [0,1][0,1] 内的实数。设s=x1+x2++xns=x_{1}+x_{2}+\ldots+x_{n},并假设s3s \geq 3。证明存在整数 iijj1i<jn1 \leq i<j \leq n 使得 2jixixj>2s32^{j-i} x_{i} x_{j}>2^{s-3} (特立尼达和多巴哥)

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 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?