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1996 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 1996 P5 inequality

Let nn be a natural number. Suppose that x0=0x_0=0 and that xi>0x_i>0 for all i{1,2,,n}i\in\{1,2,\ldots ,n\} . If i=1nxi=1\sum_{i=1}^nx_i=1 , prove that

1i=1nxi1+x0+x1++xi1xi++xn<π21\leq\sum_{i=1}^{n} \frac{x_i}{\sqrt{1+x_0+x_1+\ldots +x_{i-1}}\sqrt{x_i+\ldots+x_n}} < \frac{\pi}{2}

nn为自然数。假设 x0=0x_0=0xi>0x_i>0 对于所有 i{1,2,,n}i\in\{1,2,\ldots ,n\} 。如果 i=1nxi=1\sum_{i=1}^nx_i=1 ,证明

1i=1nxi1+x0+x1++xi1xi++xn<π21\leq\sum_{i=1}^{n} \frac{x_i}{\sqrt{1+x_0+x_1+\ldots +x_{i-1}}\sqrt{x_i+\ldots+x_n}} < \frac{\pi}{2}

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 1996 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。