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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / A2 · algebra

2013 IMO Shortlist A2

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 2013 A2 algebra

Prove that in any set of 2000 distinct real numbers there exist two pairs a>ba>b and c>dc>d with aca \neq c or bdb \neq d, such that abcd1<1100000\left|\frac{a-b}{c-d}-1\right|<\frac{1}{100000} (Lithuania)

证明在任何 2000 个不同实数的集合中,存在两对 a>ba>bc>dc>d,其中 aca \neq cbdb \neq d,使得 abcd1<1100000\left|\frac{a-b}{c-d}-1\right|<\frac{1}{100000} (立陶宛)

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。2013 年 IMO Shortlist A2 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?