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番外 · 题谱 · 1996 · P12

1996 Putnam B6

不等式 · P3/P6 · 压轴题

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/1996.pdf。

Putnam 1996 B6 inequality

Let (a1,b1),(a2,b2),,(an,bn)(a_1, b_1), (a_2, b_2), \ldots, (a_n, b_n) be the vertices of a

convex polygon which contains the origin in its interior. Prove that

there exist positive real numbers xx and yy such that

\begin{gather*}

(a_1, b_1)x^{a_1} y^{b_1} + (a_2, b_2)x^{a_2}y^{b_2} + \cdots \\

+ (a_n, b_n)x^{a_n}y^{b_n} = (0,0).

\end{gather*}

(a1,b1),(a2,b2),,(an,bn)(a_1, b_1), (a_2, b_2), \ldots, (a_n, b_n) 为 a 的顶点

内部包含原点的凸多边形。证明

存在正实数 xxyy 使得

\开始{收集*}

(a_1, b_1)x^{a_1} y^{b_1} + (a_2, b_2)x^{a_2}y^{b_2} + \cdots \\

+ (a_n, b_n)x^{a_n}y^{b_n} = (0,0)。

\结束{聚集*}

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。1996 年 Putnam B6 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?