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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / A4 · algebra

2019 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 2019 A4 algebra

Let n2n \geq 2 be a positive integer and a1,a2,,ana_{1}, a_{2}, \ldots, a_{n} be real numbers such that a1+a2++an=0a_{1}+a_{2}+\cdots+a_{n}=0 Define the set AA by A={(i,j)1i<jn,aiaj1}.A=\left\{(i, j)\left|1 \leq i<j \leq n,\left|a_{i}-a_{j}\right| \geq 1\right\} .\right. Prove that, if AA is not empty, then (i,j)Aaiaj<0\sum_{(i, j) \in A} a_{i} a_{j}<0 (China)

n2n \geq 2 为正整数,a1,a2,,ana_{1}, a_{2}, \ldots, a_{n} 为实数,使得 a1+a2++an=0a_{1}+a_{2}+\cdots+a_{n}=0 通过 $$ A=\left\{(i, j)\left|1 \leq i<j \leq 定义集合 AA n,\left|a_{i}-a_{j}\right| \geq 1\右\} .\右。 $$证明,如果AA不为空,则(i,j)Aaiaj<0\sum_{(i, j) \in A} a_{i} a_{j}<0 (中国)

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 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?