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2012 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 2012 P5 inequality

Prove for any M>2M>2 , there exists an increasing sequence of positive integers a1<a2<a_1<a_2<\ldots satisfying:

1) ai>Mia_i>M^i for any ii ;

2) There exists a positive integer mm and b1,b2,,bm{1,1}b_1,b_2,\ldots ,b_m\in\left\{ -1,1\right\} , satisfying n=a1b1+a2b2++ambmn=a_1b_1+a_2b_2+\ldots +a_mb_m if and only if nZ/{0}n\in\mathbb{Z}/ \{0\} .

证明对于任何 M>2M>2 ,存在递增的正整数序列 a1<a2<a_1<a_2<\ldots 满足:

1) 对于任意iiai>Mia_i>M^i

2) 存在正整数 mmb1,b2,,bm{1,1}b_1,b_2,\ldots ,b_m\in\left\{ -1,1\right\} ,满足 n=a1b1+a2b2++ambmn=a_1b_1+a_2b_2+\ldots +a_mb_m 当且仅当 nZ/{0}n\in\mathbb{Z}/ \{0\}

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 2012 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。