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番外 · 闲灯 / Putnam 数学竞赛 / A1 · inequality

2001 Putnam A1

题面据 Putnam 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。 PDF:https://kskedlaya.org/putnam-archive/2001.pdf。

Putnam 2001 A1 inequality

Consider a set SS and a binary operation *, i.e., for each a,bSa,b\in S,

abSa*b\in S. Assume (ab)a=b(a*b)*a=b for all a,bSa,b\in S. Prove that

a(ba)=ba*(b*a)=b for all a,bSa,b\in S.

考虑一个集合SS和一个二元运算*,即对于每个a,bSa,b\in S

ab\新元。假设a*b\新元。假设(a*b)*a=b对于所有对于所有a,b\in S$。证明

a(ba)=ba*(b*a)=b 对于所有 a,bSa,b\in S

提示 1

先猜等号形状,再看同次性、归一化和每一项的量纲。

提示 2

试着把式子拆成均值、柯西、凸性、重排或切线法可处理的块。

提示 3

最后检查等号条件和边界情形是否都与题设兼容。

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。2001 年 Putnam A1 可先归入不等式: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?