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2020 CMO 第 6 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 2020 P6 inequality

Does there exist positive reals a0,a1,,a19a_0, a_1,\ldots ,a_{19} , such that the polynomial P(x)=x20+a19x19++a1x+a0P(x)=x^{20}+a_{19}x^{19}+\ldots +a_1x+a_0 does not have any real roots, yet all polynomials formed from swapping any two coefficients ai,aja_i,a_j has at least one real root?

是否存在正实数 a0,a1,,a19a_0, a_1,\ldots ,a_{19} ,使得多项式 P(x)=x20+a19x19++a1x+a0P(x)=x^{20}+a_{19}x^{19}+\ldots +a_1x+a_0 没有任何实根,但通过交换任意两个系数 ai,aja_i,a_j 形成的所有多项式都至少有一个实根?

提示 1

先说出现象:哪些量会变,哪些约束不会变。

提示 2

找守恒量、相似关系、平衡条件或不变量,不急着代公式。

提示 3

把物理图景或谜题结构翻成一个最小方程组,再处理边界情况。

完整解答

题面已直接收录。先把 2020 年 CMO 第 6 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。

这类题最怕一上来套公式。先把图景或语言条件说清楚,答案通常会少绕很多路。