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番外 · 题谱 · 1998 · P1

1998 USAMO 第 1 题

不等式 · P1/P4 · 起手题

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 1998 P1 inequality

Suppose that the set {1,2,,1998}\{1,2,\cdots, 1998\} has been partitioned into disjoint pairs {ai,bi}\{a_i,b_i\} (1i9991\leq i\leq 999) so that for all ii, aibi|a_i-b_i| equals 11 or 66. Prove that the sum

a1b1+a2b2++a999b999|a_1-b_1|+|a_2-b_2|+\cdots +|a_{999}-b_{999}|

ends in the digit 99.

假设集合 {1,2,,1998}\{1,2,\cdots, 1998\} 已被划分为不相交的对 {ai,bi}\{a_i,b_i\} (1i9991\leq i\leq 999),因此对于所有 iiaibi|a_i-b_i| 等于 1166。证明总和

a1b1+a2b2++a999b999|a_1-b_1|+|a_2-b_2|+\cdots +|a_{999}-b_{999}|

以数字 99 结尾。

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。1998 年 USAMO P1 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?