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番外 · 题谱 · 1989 · P5

1989 USAMO 第 5 题

代数 · 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 1989 P5 algebra

Let uu and vv be real numbers such that

(u+u2+u3++u8)+10u9=(v+v2+v3++v10)+10v11=8.(u + u^2 + u^3 + \cdots + u^8) + 10u^9 = (v + v^2 + v^3 + \cdots + v^{10}) + 10v^{11} = 8.

Determine, with proof, which of the two numbers, uu or vv, is larger.

uuvv 为实数,使得

(u+u2+u3++u8)+10u9=(v+v2+v3++v10)+10v11=8(u + u^2 + u^3 + \cdots + u^8) + 10u^9 = (v + v^2 + v^3 + \cdots + v^{10}) + 10v^{11} = 8。

通过证明确定两个数字 uuvv 中哪一个更大。

提示 1

先把题面里的关系改写成一个干净的代数对象。

提示 2

寻找不变量、对称式或一个可以降次数的替换。

提示 3

最后用判别式、因式分解、单调性或构造把所有可能排完。

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。1989 年 USAMO P5 可先归入代数: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?