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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / A2 · algebra

2019 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 2019 A2 algebra

Let u1,u2,,u2019u_{1}, u_{2}, \ldots, u_{2019} be real numbers satisfying u1+u2++u2019=0 and u12+u22++u20192=1.u_{1}+u_{2}+\cdots+u_{2019}=0 \quad \text { and } \quad u_{1}^{2}+u_{2}^{2}+\cdots+u_{2019}^{2}=1 . Let a=min(u1,u2,,u2019)a=\min \left(u_{1}, u_{2}, \ldots, u_{2019}\right) and b=max(u1,u2,,u2019)b=\max \left(u_{1}, u_{2}, \ldots, u_{2019}\right). Prove that ab12019a b \leq-\frac{1}{2019} (Germany)

u1,u2,,u2019u_{1}, u_{2}, \ldots, u_{2019} 为满足 u1+u2++u2019=0 和 u12+u22++u20192=1的实数。u_{1}+u_{2}+\cdots+u_{2019}=0 \quad \text { 和 } \quad u_{1}^{2}+u_{2}^{2}+\cdots+u_{2019}^{2}=1 的实数。a=min(u1,u2,,u2019)a=\min \left(u_{1}, u_{2}, \ldots, u_{2019}\right)b=max(u1,u2,,u2019)b=\max \left(u_{1}, u_{2}, \ldots, u_{2019}\right)。证明 ab12019a b \leq-\frac{1}{2019} (德国)

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。2019 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?