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番外 · 闲灯 / 中国数学奥林匹克 / P1 · number-theory

1988 CMO 第 1 题

题面据中国数学奥林匹克 / AoPS 可核档案整理;中文题意为本站自译,英文行为来源英译摘要,公式请以原始来源为准。

CMO 1988 P1 number-theory

Let r1,r2,,rnr_1,r_2,\dots ,r_n be real numbers. Given nn reals a1,a2,,ana_1,a_2,\dots ,a_n that are not all equal to 00 , suppose that inequality

r1(x1a1)+r2(x2a2)++rn(xnan)x12+x22++xn2a12+a22++an2r_1(x_1-a_1)+ r_2(x_2-a_2)+\dots + r_n(x_n-a_n)\leq\sqrt{x_1^2+ x_2^2+\dots + x_n^2}-\sqrt{a_1^2+a_2^2+\dots +a_n^2}

holds for arbitrary reals x1,x2,,xnx_1,x_2,\dots ,x_n . Find the values of r1,r2,,rnr_1,r_2,\dots ,r_n .

r1,r2,,rnr_1,r_2,\dots ,r_n 为实数。给定 nn 实数 a1,a2,,ana_1,a_2,\dots ,a_n 不全部等于 00 ,假设不等式

r1(x1a1)+r2(x2a2)++rn(xnan)x12+x22++xn2a12+a22++an2r_1(x_1-a_1)+ r_2(x_2-a_2)+\dots + r_n(x_n-a_n)\leq\sqrt{x_1^2+ x_2^2+\dots + x_n^2}-\sqrt{a_1^2+a_2^2+\dots +a_n^2}

对于任意实数 x1,x2,,xnx_1,x_2,\dots ,x_n 成立。查找 r1,r2,,rnr_1,r_2,\dots ,r_n 的值。

提示 1

先看模小素数、最大公因数或整除链。

提示 2

把整数条件转成同余方程或 p 进指数比较。

提示 3

若要存在性,用构造;若要唯一性,用最小反例或下降。

完整解答

题面已直接收录。先把 1988 年 CMO 第 1 题的条件整理成对象、关系、目标三部分;再沿提示寻找不变量、标准构型或关键变形;最后补齐边界情形,并回到原题要求核对。