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番外 · 题谱 · 1988 · P5

1988 Putnam A5

不等式 · P2/P5 · 中段题

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/1988.pdf。

Putnam 1988 A5 inequality

Prove that there exists a *unique* function ff from the set

R+\mathrm{R}^+ of positive real numbers to R+\mathrm{R}^+ such that

$$

f(f(x)) = 6x-f(x)

$$

and

$$

f(x)>0

$$

for all x>0x>0.

证明集合中存在一个*唯一*函数ff

R+\mathrm{R}^+ 正实数到 R+\mathrm{R}^+ 使得

$$

f(f(x)) = 6x-f(x)

$$

$$

f(x)>0

$$

对于所有 x>0x>0

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。1988 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?