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番外 · 题谱 · 1995 · P2

1995 Putnam A2

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/1995.pdf。

Putnam 1995 A2 inequality

For what pairs (a,b)(a,b) of positive real numbers does the

improper integral

$$

\int_{b}^{\infty} \left( \sqrt{\sqrt{x+a}-\sqrt{x}} -

\sqrt{\sqrt{x}-\sqrt{x-b}} \right)\,dx

$$

converge?

对于哪些正实数对 (a,b)(a,b)

不当积分

$$

\int_{b}^{\infty} \left( \sqrt{\sqrt{x+a}-\sqrt{x}} -

\sqrt{\sqrt{x}-\sqrt{x-b}} \right)\,dx

$$

收敛?

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。1995 年 Putnam A2 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?