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番外 · 闲灯 / Putnam 数学竞赛 / B2 · functional-equations

2014 Putnam B2

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/2014.pdf。

Putnam 2014 B2 functional-equations

Suppose that ff is a function on the interval [1,3][1,3] such that −1≤f(x)≤1-1 \leq f(x) \leq 1 for all xx and ∫13f(x) dx=0\int_1^3 f(x)\,dx = 0. How large can ∫13f(x)x dx\int_1^3 \frac{f(x)}{x}\,dx be?

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假设 ff 是区间 [1,3][1,3] 上的函数,对于所有 xx 且 ∫13f(x) dx=0\int_1^3 f(x)\,dx = 0,−1≤f(x)≤1-1 \leq f(x) \leq 1。 ∫13f(x)x dx\int_1^3 \frac{f(x)}{x}\,dx 可以有多大?

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提示 1

先代入 0、1、相等变量或会让一边简化的值。

提示 2

检查方程是否强迫单调、周期、单射、满射或常值。

提示 3

把递推链闭合,最后回代验证所有解。

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。2014 年 Putnam B2 可先归入函数方程: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?