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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / A3 · algebra

2021 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 2021 A3 algebra

Given a positive integer nn, find the smallest value of a11+a22++ann\left\lfloor\frac{a_{1}}{1}\right\rfloor+\left\lfloor\frac{a_{2}}{2}\right\rfloor+\cdots+\left\lfloor\frac{a_{n}}{n}\right\rfloor over all permutations (a1,a2,,an)\left(a_{1}, a_{2}, \ldots, a_{n}\right) of (1,2,,n)(1,2, \ldots, n).

给定一个正整数 nn,在所有排列 \left(a_{1}, a_{2},(1,2,\ldots, n)的\ldots, a_{n}\right)

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。2021 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?