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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / A7 · algebra

2021 IMO Shortlist A7

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 A7 algebra

Let n1n \geq 1 be an integer, and let x0,x1,,xn+1x_{0}, x_{1}, \ldots, x_{n+1} be n+2n+2 non-negative real numbers that satisfy xixi+1xi121x_{i} x_{i+1}-x_{i-1}^{2} \geq 1 for all i=1,2,,ni=1,2, \ldots, n. Show that x0+x1++xn+xn+1>(2n3)3/2x_{0}+x_{1}+\cdots+x_{n}+x_{n+1}>\left(\frac{2 n}{3}\right)^{3 / 2}

n1n \geq 1 为整数,并令 x0,x1,,xn+1x_{0}, x_{1}, \ldots, x_{n+1}n+2n+2 个非负实数,对于所有 i=1,2,,ni=1,2, \ldots, n 满足 xixi+1xi121x_{i} x_{i+1}-x_{i-1}^{2} \geq 1。证明 x0+x1++xn+xn+1>(2n3)3/2x_{0}+x_{1}+\cdots+x_{n}+x_{n+1}>\left(\frac{2 n}{3}\right)^{3 / 2}

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 A7 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?