灯下 登录

2018 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/2018/eng.pdf。本站于 2026-05-13 将 IMO 题谱生成范围校验至 2025 年。

IMO 2018 P5 inequality

Let a1a_{1} , a2a_{2} , ... be an infinite sequence of positive integers, and NN a positive integer. Suppose that for all integers nNn\geq N , the expression

a1a2+a2a3++an1an+ana1\frac{a_{1}}{a_{2}} +\frac{a_{2}}{a_{3}} +\dots +\frac{a_{n - 1}}{a_{n}} +\frac{a_{n}}{a_{1}}

is an integer. Prove that (an)(a_{n}) is eventually constant.

a1a_{1}a2a_{2} 、... 为正整数的无限序列,NN 为正整数。假设对于所有整数 nNn\geq N ,表达式

a1a2+a2a3++an1an+ana1\frac{a_{1}}{a_{2}} +\frac{a_{2}}{a_{3}} +\dots +\frac{a_{n - 1}}{a_{n}} +\frac{a_{n}}{a_{1}}

是一个整数。证明 (an)(a_{n}) 最终是常数。

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 2018 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。