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1990 APMO 第 2 题

题面据 APMO 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。

APMO 1990 P2 inequality

Let a1,a2,,ana_{1}, a_{2}, \ldots, a_{n} be positive real numbers, and let SkS_{k} be the sum of products of a1,a2,,ana_{1}, a_{2}, \ldots, a_{n} taken kk at a time.
Show that

$$

S_{k} S_{n-k} \geq\binom{ n}{k}^{2} a_{1} a_{2} \ldots a_{n}, \quad \text { for } \quad k=1,2, \ldots, n-1

$$

a1a2ana_{1}、a_{2}、\ldots、a_{n}为正实数,并令SkS_{k}a1a2ana_{1}、a_{2}、\ldots、a_{n}每次取kk的乘积之和。

表明

SkSnk(nk)2a1a2an, for k=1,2,,n1S_{k} S_{n-k} \geq\binom{ n}{k}^{2} a_{1} a_{2} \ldots a_{n}, \quad \text { for } \quad k=1,2, \ldots, n-1

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。1990 年 APMO P2 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?