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番外 · 闲灯 / 国际数学奥林匹克 / P4 · combinatorics

1996 IMO 第 4 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/1996/eng.pdf。本站于 2026-05-13 将 IMO 题谱生成范围校验至 2025 年。

IMO 1996 P4 combinatorics

A4 (KOR) Let a1,a2,,ana_{1}, a_{2}, \ldots, a_{n} be nonnegative real numbers, not all zero. (a) Prove that xna1xn1an1xan=0x^{n}-a_{1} x^{n-1}-\cdots-a_{n-1} x-a_{n}=0 has precisely one positive real root. (b) Let A=j=1naj,B=j=1njajA=\sum_{j=1}^{n} a_{j}, B=\sum_{j=1}^{n} j a_{j}, and let RR be the positive real root of the equation in part (a). Prove that AARBA^{A} \leq R^{B}

A4 (KOR) 令 a1,a2,,ana_{1}, a_{2}, \ldots, a_{n} 为非负实数,且不全为零。 (a) 证明 xna1xn1an1xan=0x^{n}-a_{1} x^{n-1}-\cdots-a_{n-1} x-a_{n}=0 恰好有一个正实根。 (b) 令A=j=1naj,B=j=1njajA=\sum_{j=1}^{n} a_{j}, B=\sum_{j=1}^{n} j a_{j},并令RR为(a)部分方程的正实根。证明 AARBA^{A} \leq R^{B}

提示 1

先决定要数什么对象,或把关系画成图。

提示 2

找一个极端对象、双计数式或不变量。

提示 3

把局部限制累加成全局矛盾或构造。

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 1996 年第 4 题归入 combinatorics:组合结构题:先把对象翻成集合、图、排列或计数过程,抓住不变量、极端对象和双计数入口。 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。P4 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。