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2003 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/2003/eng.pdf。本站于 2026-05-13 将 IMO 题谱生成范围校验至 2025 年。

IMO 2003 P5 inequality

A5 (KOR) Let R+\mathbb{R}^{+}be the set of all positive real numbers. Find all functions f:R+R+f: \mathbb{R}^{+} \rightarrow \mathbb{R}^{+}that satisfy the following conditions: (i) f(xyz)+f(x)+f(y)+f(z)=f(xy)f(yz)f(zx)f(x y z)+f(x)+f(y)+f(z)=f(\sqrt{x y}) f(\sqrt{y z}) f(\sqrt{z x}) for all x,y,zx, y, z \in R+\mathbb{R}^{+}. (ii) f(x)<f(y)f(x)<f(y) for all 1x<y1 \leq x<y.

A5 (KOR) 令 R+\mathbb{R}^{+} 为所有正实数的集合。查找所有满足以下条件的函数 f:R+R+f: \mathbb{R}^{+} \rightarrow \mathbb{R}^{+}: (i) f(xyz)+f(x)+f(y)+f(z)=f(xy)f(yz)f(zx)f(x y z)+f(x)+f(y)+f(z)=f(\sqrt{x y}) f(\sqrt{y z}) f(\sqrt{z x}) 对于所有 x,y,zx, y, z \in R+\mathbb{R}^{+}。 (ii) 对于所有 1x<y1 \leq x<yf(x)<f(y)f(x)<f(y)

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 2003 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。