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1975 IMO 第 5 题

题面据 IMO 可核档案整理;中文题意为本站自译或改写,正式公式请以原始来源为准。PDF:https://www.imo-official.org/problems/1975/eng.pdf。本站于 2026-05-13 将 IMO 题谱生成范围校验至 2025 年。

IMO 1975 P5 inequality

Let MM be the set of all positive integers that do not contain the digit 9 (base 10). If x1,,xnx_{1}, \ldots, x_{n} are arbitrary but distinct elements in MM, prove that j=1n1xj<80\sum_{j=1}^{n} \frac{1}{x_{j}}<80

MM 为所有不包含数字 9(以 10 为底)的正整数的集合。如果x1,,xnx_{1}, \ldots, x_{n}MM中任意但不同的元素,证明j=1n1xj<80\sum_{j=1}^{n} \frac{1}{x_{j}}<80

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

题面来自可核来源,本站补原创提示和解法骨架。 先把 1975 年第 5 题归入 inequality:不等式题:先判断等号形状,再选用均值、柯西、凸性、重排或归一化,把表达式压成可控的标准型。 完整解答的主线是先翻译题设,提取一个不变量或标准构型;第二步用提示阶梯里的入口建立关键等式;第三步把剩余情形分完,并回到题目要求检查边界和等号。P5 的题位也给出节奏提示:P1/P4 多半从直接观察起步,P2/P5 需要一个中间引理,P3/P6 则要把两个看似分开的条件接到同一个结构上。

这题适合拿来练“先不看解答”的耐心:不要急着套大定理,先把题位、主题和题设中最硬的限制写成一行。