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2003 Putnam A2

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/2003.pdf。

Putnam 2003 A2 algebra

Let a1,a2,,ana_1, a_2, \dots, a_n and b1,b2,,bnb_1, b_2, \dots, b_n

be nonnegative real numbers.

Show that

$$

\begin{aligned}

& (a_1 a_2 \cdots a_n)^{1/n} + (b_1 b_2 \cdots b_n)^{1/n} \\

&\leq [(a_1+b_1) (a_2+b_2) \cdots (a_n + b_n) ]^{1/n}.

\end{aligned}

$$

a1,a2,,ana_1, a_2, \dots, a_nb1,b2,,bnb_1, b_2, \dots, b_n

是非负实数。

表明

$$

\开始{对齐}

& (a_1 a_2 \cdots a_n)^{1/n} + (b_1 b_2 \cdots b_n)^{1/n} \\

&\leq [(a_1+b_1) (a_2+b_2) \cdots (a_n + b_n) ]^{1/n}。

\结束{对齐}

$$

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。2003 年 Putnam A2 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?