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2010 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 2010 P5 inequality

Let m,n1m,n\ge 1 and a1<a2<<ana_1 < a_2 < \ldots < a_n be integers. Prove that there exists a subset TT of N\mathbb{N} such that

T1+ana12n+1|T| \leq 1+ \frac{a_n-a_1}{2n+1}

and for every i{1,2,,m}i \in \{1,2,\ldots , m\} , there exists tTt \in T and s[n,n]s \in [-n,n] , such that ai=t+sa_i=t+s .

m,n1m,n\ge 1a1<a2<<ana_1 < a_2 < \ldots < a_n 为整数。证明存在 N\mathbb{N} 的子集 TT,使得

T1+ana12n+1|T| \leq 1+ \frac{a_n-a_1}{2n+1}

对于每个 i{1,2,,m}i \in \{1,2,\ldots , m\} ,存在 tTt \in Ts[n,n]s \in [-n,n] ,这样 ai=t+sa_i=t+s

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 2010 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。