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2008 CMO 第 3 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 2008 P3 geometry

Given a positive integer nn and x1x2xn,y1y2ynx_1 \leq x_2 \leq \ldots \leq x_n, y_1 \geq y_2 \geq \ldots \geq y_n , satisfying
i=1nixi=i=1niyi\displaystyle\sum_{i = 1}^{n} ix_i = \displaystyle\sum_{i = 1}^{n} iy_i
Show that for any real number α\alpha , we have
i=1nxi[iα]i=1nyi[iα]\displaystyle\sum_{i =1}^{n} x_i[i\alpha] \geq \displaystyle\sum_{i =1}^{n} y_i[i\alpha]

Here [β][\beta] denotes the greastest integer not larger than β\beta .

给定一个正整数 nnx1x2xn,y1y2ynx_1 \leq x_2 \leq \ldots \leq x_n, y_1 \geq y_2 \geq \ldots \geq y_n ,满足

i=1nixi=i=1niyi\displaystyle\sum_{i = 1}^{n} ix_i = \displaystyle\sum_{i = 1}^{n} iy_i

证明对于任何实数 α\alpha ,我们有

i=1nxi[iα]i=1nyi[iα]\displaystyle\sum_{i =1}^{n} x_i[i\alpha] \geq \displaystyle\sum_{i =1}^{n} y_i[i\alpha]

这里 [β][\beta] 表示不大于 β\beta 的最大整数。

提示 1

先标出所有固定量和会变化的点。

提示 2

尝试角追、相似、圆幂、面积比或坐标化中的一种。

提示 3

把关键等式还原成一个标准定理或一个可构造的辅助点。

完整解答

题面已直接收录。先把 2008 年 CMO 第 3 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。