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番外 · 题谱 · 1976 · P5

1976 USAMO 第 5 题

不等式 · P2/P5 · 中段题

题面据 USAMO 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。

USAMO 1976 P5 inequality

If P(x)P(x), Q(x)Q(x), R(x)R(x), and S(x)S(x) are all polynomials such that

P(x5)+xQ(x5)+x2R(x5)=(x4+x3+x2+x+1)S(x),P(x^5) + xQ(x^5) + x^2 R(x^5) = (x^4 + x^3 + x^2 + x +1) S(x),

prove that x1x-1 is a factor of P(x)P(x).

如果 P(x)P(x)Q(x)Q(x)R(x)R(x)S(x)S(x) 都是多项式,使得

P(x5)+xQ(x5)+x2R(x5)=(x4+x3+x2+x+1)S(x),P(x^5) + xQ(x^5) + x^2 R(x^5) = (x^4 + x^3 + x^2 + x +1) S(x),

证明x1x-1P(x)P(x)的因数。

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。1976 年 USAMO P5 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?