灯下 登录
番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / A7 · algebra

2023 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 2023 A7 algebra

Let NN be a positive integer. Prove that there exist three permutations a1,a2,,aNa_{1}, a_{2}, \ldots, a_{N}; b1,b2,,bNb_{1}, b_{2}, \ldots, b_{N}; and c1,c2,,cNc_{1}, c_{2}, \ldots, c_{N} of 1,2,,N1,2, \ldots, N such that ak+bk+ck2N<2023\left|\sqrt{a_{k}}+\sqrt{b_{k}}+\sqrt{c_{k}}-2 \sqrt{N}\right|<2023 for every k=1,2,,Nk=1,2, \ldots, N.

NN 为正整数。证明存在三种排列a1,a2,,aNa_{1}, a_{2}, \ldots, a_{N}b1,b2,,bNb_{1}, b_{2}, \ldots, b_{N};和 1,2,,N1,2, \ldots, Nc1,c2,,cNc_{1}, c_{2}, \ldots, c_{N} 使得 ak+bk+ck2N<2023\left|\sqrt{a_{k}}+\sqrt{b_{k}}+\sqrt{c_{k}}-2 \sqrt{N}\right|<2023 对于每个 k=1,2,,Nk=1,2, \ldots, N

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 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?