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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / A3 · algebra

2015 IMO Shortlist A3

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 2015 A3 algebra

Let nn be a fixed positive integer. Find the maximum possible value of 1r<s2n(srn)xrxs\sum_{1 \leq r<s \leq 2 n}(s-r-n) x_{r} x_{s} where 1xi1-1 \leq x_{i} \leq 1 for all i=1,2,,2ni=1,2, \ldots, 2 n.

nn 为固定正整数。求 1r<s2n(srn)xrxs\sum_{1 \leq r<s \leq 2 n}(s-r-n) x_{r} x_{s} 的最大可能值,其中 1xi1-1 \leq x_{i} \leq 1 对于所有 i=1,2,,2ni=1,2, \ldots, 2 n

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。2015 年 IMO Shortlist A3 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?