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番外 · 闲灯 / 国际数学奥林匹克 / P1 · number-theory

2004 IMO 第 1 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/2004/eng.pdf。本站于 2026-05-13 将 IMO 题谱生成范围校验至 2025 年。

IMO 2004 P1 number-theory

A1 (KOR) IMO4{ }^{\mathrm{IMO} 4} Let n3n \geq 3 be an integer and t1,t2,,tnt_{1}, t_{2}, \ldots, t_{n} positive real numbers such that n2+1>(t1+t2++tn)(1t1+1t2++1tn).n^{2}+1>\left(t_{1}+t_{2}+\cdots+t_{n}\right)\left(\frac{1}{t_{1}}+\frac{1}{t_{2}}+\cdots+\frac{1}{t_{n}}\right) . Show that ti,tj,tkt_{i}, t_{j}, t_{k} are the side lengths of a triangle for all i,j,ki, j, k with 1i<j<kn1 \leq i<j<k \leq n.

A1 (KOR) IMO4{ }^{\mathrm{IMO} 4}n3n \geq 3 为整数,t1,t2,,tnt_{1}, t_{2}, \ldots, t_{n} 为正实数,使得 n2+1>(t1+t2++tn)(1t1+1t2++1tn)n^{2}+1>\left(t_{1}+t_{2}+\cdots+t_{n}\right)\left(\frac{1}{t_{1}}+\frac{1}{t_{2}}+\cdots+\frac{1}{t_{n}}\right) 。 证明 ti,tj,tkt_{i}, t_{j}, t_{k} 是所有 i,j,ki, j, k 的三角形边长,其中 1i<j<kn1 \leq i<j<k \leq n

提示 1

先看模小素数、最大公因数或整除链。

提示 2

把整数条件转成同余方程或 p 进指数比较。

提示 3

若要存在性,用构造;若要唯一性,用最小反例或下降。

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 2004 年第 1 题归入 number theory:数论结构题:先看同余、整除、最大公因数和 p 进赋值,再用构造或反证把整数条件锁紧。 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。P1 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。