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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / A4 · algebra

2017 IMO Shortlist A4

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 2017 A4 algebra

A sequence of real numbers a1,a2,a_{1}, a_{2}, \ldots satisfies the relation an=maxi+j=n(ai+aj) for all n>2017a_{n}=-\max _{i+j=n}\left(a_{i}+a_{j}\right) \quad \text { for all } n>2017 Prove that this sequence is bounded, i.e., there is a constant MM such that anM\left|a_{n}\right| \leq M for all positive integers nn.

实数序列 a1,a2,a_{1}, a_{2}, \ldots 满足关系 an=maxi+j=n(ai+aj) for all n>2017a_{n}=-\max _{i+j=n}\left(a_{i}+a_{j}\right) \quad \text { for all } n>2017 证明该序列是有界的,即存在一个常数 MM 使得anM\left|a_{n}\right| \leq M 表示所有正整数 nn

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。2017 年 IMO Shortlist A4 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?