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番外 · 闲灯 / 中国数学奥林匹克 / P4 · number-theory

2024 CMO 第 4 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 2024 P4 number-theory

Let a1,a2,,a2023a_1, a_2, \ldots, a_{2023} be nonnegative real numbers such that a1+a2++a2023=100a_1 + a_2 + \ldots + a_{2023} = 100 . Let A={(i,j)1ij2023,aiaj1}A = \left \{ (i,j) \mid 1 \leq i \leq j \leq 2023, \, a_ia_j \geq 1 \right\} . Prove that A5050|A| \leq 5050 and determine when the equality holds.

*Proposed by Yunhao Fu*

a1,a2,,a2023a_1, a_2, \ldots, a_{2023} 为非负实数,使得 a1+a2++a2023=100a_1 + a_2 + \ldots + a_{2023} = 100 。设 A={(i,j)1ij2023,aiaj1}A = \left \{ (i,j) \mid 1 \leq i \leq j \leq 2023, \, a_ia_j \geq 1 \right\} 。证明 A5050|A| \leq 5050 并确定何时等式成立。

*由付云浩提议*

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 2024 年 CMO 第 4 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。