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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / A5 · algebra

2023 IMO Shortlist A5

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 2023 A5 algebra

Let a1,a2,,a2023a_{1}, a_{2}, \ldots, a_{2023} be positive integers such that - a1,a2,,a2023a_{1}, a_{2}, \ldots, a_{2023} is a permutation of 1,2,,20231,2, \ldots, 2023, and - a1a2,a2a3,,a2022a2023\left|a_{1}-a_{2}\right|,\left|a_{2}-a_{3}\right|, \ldots,\left|a_{2022}-a_{2023}\right| is a permutation of 1,2,,20221,2, \ldots, 2022. Prove that max(a1,a2023)507\max \left(a_{1}, a_{2023}\right) \geq 507.

a1a2a2023a_{1}、a_{2}、\ldots、a_{2023} 为正整数,使得 - a1a2a2023a_{1}、a_{2}、\ldots、a_{2023}1,220231,2、\ldots、2023 和 - 的排列a1a2,a2a3,,a2022a2023\left|a_{1}-a_{2}\right|,\left|a_{2}-a_{3}\right|, \ldots,\left|a_{2022}-a_{2023}\right|1,2,,20221,2, \ldots, 2022 的排列。证明 max(a1,a2023)507\max \left(a_{1}, a_{2023}\right) \geq 507

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。2023 年 IMO Shortlist A5 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?