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番外 · 题谱 · 2019 · P6

2019 USAMO 第 6 题

代数 · P3/P6 · 压轴题

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 2019 P6 algebra

Find all polynomials PP with real coefficients such that

P(x)yz+P(y)zx+P(z)xy=P(xy)+P(yz)+P(zx)\frac{P(x)}{yz}+\frac{P(y)}{zx}+\frac{P(z)}{xy}=P(x-y)+P(y-z)+P(z-x)

holds for all nonzero real numbers x,y,zx,y,z satisfying 2xyz=x+y+z2xyz=x+y+z.

找到所有具有实数系数的多项式 PP 使得

P(x)yz+P(y)zx+P(z)xy=P(xy)+P(yz)+P(zx)\frac{P(x)}{yz}+\frac{P(y)}{zx}+\frac{P(z)}{xy}=P(x-y)+P(y-z)+P(z-x)

对于满足 2xyz=x+y+z2xyz=x+y+z 的所有非零实数 x,y,zx,y,z 成立。

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。2019 年 USAMO P6 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?