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2007 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 2007 P5 inequality

Let {an}n1\{a_n\}_{n \geq 1} be a bounded sequence satisfying

an<k=a2n+2006akk+1+12n+2007n=1,2,3,a_n < \displaystyle\sum_{k=a}^{2n+2006} \frac{a_k}{k+1} + \frac{1}{2n+2007} \quad \forall \quad n = 1, 2, 3, \ldots

Show that

an<1nn=1,2,3,a_n < \frac{1}{n} \quad \forall \quad n = 1, 2, 3, \ldots

{an}n1\{a_n\}_{n \geq 1} 为有界序列,满足

an<k=a2n+2006akk+1+12n+2007n=1,2,3,a_n < \displaystyle\sum_{k=a}^{2n+2006} \frac{a_k}{k+1} + \frac{1}{2n+2007} \quad \forall \quad n = 1, 2, 3, \ldots

表明

an<1nn=1,2,3,a_n < \frac{1}{n} \quad \forall \quad n = 1, 2, 3, \ldots

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 2007 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。

CMO 题适合作为中文竞赛语感训练:先辨清题型,再把条件改写成一句可操作的话。