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1985 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/1985/eng.pdf。本站于 2026-05-13 将 IMO 题谱生成范围校验至 2025 年。

IMO 1985 P5 inequality

(ROM 1) Let DD be the interior of the circle CC and let ACA \in C. Show that the function f:DR,f(M)=MAMMf: D \rightarrow \mathbb{R}, f(M)=\frac{|M A|}{\left|M M^{\prime}\right|}, where M=(AMCM^{\prime}=(A M \cap C, is strictly convex; i.e., f(P)<f(M1)+f(M2)2,M1,M2D,M1M2f(P)<\frac{f\left(M_{1}\right)+f\left(M_{2}\right)}{2}, \forall M_{1}, M_{2} \in D, M_{1} \neq M_{2}, where PP is the midpoint of the segment M1M2M_{1} M_{2}.

(ROM 1) 令DD 为圆CC 的内部,并令ACA \in C。证明函数 f:DR,f(M)=MAMMf: D \rightarrow \mathbb{R}, f(M)=\frac{|M A|}{\left|M M^{\prime}\right|},其中 M=(AMCM^{\prime}=(A M \cap C, 是严格凸的;即 f(P)<f(M1)+f(M2)2,M1,M2D,M1M2f(P)<\frac{f\left(M_{1}\right)+f\left(M_{2}\right)}{2}, \forall M_{1}, M_{2} \in D, M_{1} \neq M_{2},其中 PP 是线段 M1M2M_{1} M_{2} 的中点。

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 1985 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。