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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / A8 · algebra

2021 IMO Shortlist A8

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 A8 algebra

Determine all functions f:RRf: \mathbb{R} \rightarrow \mathbb{R} that satisfy (f(a)f(b))(f(b)f(c))(f(c)f(a))=f(ab2+bc2+ca2)f(a2b+b2c+c2a)(f(a)-f(b))(f(b)-f(c))(f(c)-f(a))=f\left(a b^{2}+b c^{2}+c a^{2}\right)-f\left(a^{2} b+b^{2} c+c^{2} a\right) for all real numbers a,b,ca, b, c.

确定满足 $$ (f(a)-f(b))(f(b)-f(c))(f(c)-f(a))=f\left(a b^{2}+b c^{2}+c a^{2}\right)-f\left(a^{2} b+b^{2} c+c^{2} a\right) 的所有函数 f:RRf: \mathbb{R} \rightarrow \mathbb{R} $$ 表示所有实数 abca、b、c

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 A8 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?