题面据 Putnam 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。 PDF:https://kskedlaya.org/putnam-archive/1986.pdf。
Suppose are functions of real
variables with continuous second-order partial
derivatives everywhere on . Suppose further that there are
constants such that
$$
\frac{\partial f_i}{\partial x_j} - \frac{\partial f_j}{\partial x_i}
= c_{ij}
$$
for all and , , . Prove that
there is a function on such that $f_i + \partial
g/\partial x_ii1 \leq i \leq n$. (A linear
function is one of the form
$$
a_0 + a_1 x_1 + a_2 x_2 + \cdots + a_n x_n.)
$$
假设 是 实数的函数
具有连续二阶部分的变量
上到处都是导数。进一步假设有
常量 使得
$$
\frac{\partial f_i}{\partial x_j} - \frac{\partial f_j}{\partial x_i}
= c_{ij}
$$
对于所有 和 ,,。证明
上有一个函数 使得 $f_i + \partial
g/\partial x_ii1 \leq i \leq n$ 都是线性的。 (线性
函数是形式之一
$$
a_0 + a_1 x_1 + a_2 x_2 + \cdots + a_n x_n。)
$$
提示 1
先猜等号形状,再看同次性、归一化和每一项的量纲。
提示 2
试着把式子拆成均值、柯西、凸性、重排或切线法可处理的块。
提示 3
最后检查等号条件和边界情形是否都与题设兼容。
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。1986 年 Putnam A5 可先归入不等式: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?