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1990 CMO 第 5 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 1990 P5 inequality

Given a finite set XX , let ff be a rule such that ff maps every *even-element-subset* EE of XX (i.e. EXE \subseteq X , E|E| is even) into a real number f(E)f(E) . Suppose that ff satisfies the following conditions:

(I) there exists an *even-element-subset* DD of XX such that f(D)>1990f(D)>1990 ;

(II) for any two disjoint *even-element-subsets* A,BA,B of XX , equation f(AB)=f(A)+f(B)1990f(A\cup B)=f(A)+f(B)-1990 holds.

Prove that there exist two subsets P,QP,Q of XX satisfying:

(1) PQ=P\cap Q=\emptyset , PQ=XP\cup Q=X ;

(2) for any *non-even-element-subset* SS of PP (i.e. SPS\subseteq P , S|S| is odd), we have f(S)>1990f(S)>1990 ;

(3) for any *even-element-subset* TT of QQ , we have f(T)1990f(T)\le 1990 .

给定有限集 XX ,令 ff 为一条规则,使得 ffXX 的每个*偶数元素子集* EE (即 EXE \subseteq XE|E| 为偶数)映射为实数 f(E)f(E) 。假设ff满足以下条件:

(I) 存在 XX 的*偶数元素子集* DD,使得 f(D)>1990f(D)>1990

(II) 对于 XX 的任意两个不相交的*偶数元素子集* A,BA,B,方程 f(AB)=f(A)+f(B)1990f(A\cup B)=f(A)+f(B)-1990 成立。

证明 XX 存在两个子集 P,QP,Q 满足:

(1) PQ=P\cap Q=\emptyset , PQ=XP\cup Q=X ;

(2) 对于 PP 的任何 *非偶数元素子集* SS (即 SPS\subseteq PS|S| 是奇数),我们有 f(S)>1990f(S)>1990

(3) 对于 QQ 的任何 *偶数元素子集* TT ,我们有 f(T)1990f(T)\le 1990

提示 1

先猜等号,再看每一项的量纲和同次性。

提示 2

试着归一化,或把式子拆成柯西、均值、凸性可处理的块。

提示 3

最后检查等号条件是否和题设完全兼容。

完整解答

题面已直接收录。先把 1990 年 CMO 第 5 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。