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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / A5 · algebra

2007 IMO Shortlist A5

题面据 IMO Shortlist 可核档案整理;中文题意为本站自译,公式请以原始来源为准。

IMO Shortlist 2007 A5 algebra

Let c>2c>2, and let a(1),a(2),a(1), a(2), \ldots be a sequence of nonnegative real numbers such that a(m+n)2a(m)+2a(n) for all m,n1a(m+n) \leq 2 a(m)+2 a(n) \text { for all } m, n \geq 1 \text {, } and a(2k)1(k+1)c for all k0a\left(2^{k}\right) \leq \frac{1}{(k+1)^{c}} \quad \text { for all } k \geq 0 Prove that the sequence a(n)a(n) is bounded. (Croatia)

c>2c>2,并设a(1),a(2),a(1), a(2), \ldots为非负实数序列,使得a(m+n)2a(m)+2a(n) for all m,n1a(m+n) \leq 2 a(m)+2 a(n) \text { for all } m, n \geq 1 \text {, }a(2k)1(k+1)c for all k0a\left(2^{k}\right) \leq \frac{1}{(k+1)^{c}} \quad \text { for all } k \geq 0 证明序列 a(n)a(n) 有界。 (克罗地亚)

提示 1

先把题面里的关系改写成一个干净的代数对象。

提示 2

寻找不变量、对称式或一个可以降次数的替换。

提示 3

最后用判别式、因式分解、单调性或构造把所有可能排完。

完整解答

这页先给题面、题型和提示阶梯,完整证明留给读者逐步展开。2007 年 IMO Shortlist A5 可先归入代数:第一步把题设翻成对象、条件、目标三行;第二步沿提示寻找不变量、标准构型或关键变形;第三步补齐边界情形,并回到题目原要求核对。

这题适合先独立想一轮再打开提示。不要急着搜索完整解答,先问自己:题面里最硬的限制是哪一句?