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/1987.pdf。
Curves and are defined in the plane as follows:
$$
\begin{aligned}
A &= \left\{ (x,y): x^2-y^2 = \frac{x}{x^2+y^2} \right\}, \\
B &= \left\{ (x,y): 2xy + \frac{y}{x^2+y^2} = 3 \right\}, \\
C &= \left\{ (x,y): x^3-3xy^2+3y=1 \right\}, \\
D &= \left\{ (x,y): 3x^2 y - 3x - y^3 = 0\right\}.
\end{aligned}
$$
Prove that .
曲线 和 在平面中定义如下:
$$
\开始{对齐}
A &= \left\{ (x,y): x^2-y^2 = \frac{x}{x^2+y^2} \right\}, \\
B &= \left\{ (x,y): 2xy + \frac{y}{x^2+y^2} = 3 \right\}, \\
C &= \left\{ (x,y): x^3-3xy^2+3y=1 \right\}, \\
D &= \left\{ (x,y): 3x^2 y - 3x - y^3 = 0\right\}。
\结束{对齐}
$$
证明 。
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。1987 年 Putnam A1 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?