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2019 Putnam A3

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/2019.pdf。

Putnam 2019 A3 algebra

Given real numbers b0,b1,,b2019b_0, b_1, \dots, b_{2019} with b20190b_{2019} \neq 0, let z1,z2,,z2019z_1,z_2,\dots,z_{2019} be

the roots in the complex plane of the polynomial

$$

P(z) = \sum_{k=0}^{2019} b_k z^k.

$$

Let μ=(z1++z2019)/2019\mu = (|z_1| + \cdots + |z_{2019}|)/2019 be the average of the distances from z1,z2,,z2019z_1,z_2,\dots,z_{2019} to the origin. Determine the largest constant MM such that μM\mu \geq M for all choices of b0,b1,,b2019b_0,b_1,\dots, b_{2019} that satisfy

$$

1 \leq b_0 < b_1 < b_2 < \cdots < b_{2019} \leq 2019.

$$

给定实数 b0,b1,,b2019b_0, b_1, \dots, b_{2019}b20190b_{2019} \neq 0,设 z1,z2,,z2019z_1,z_2,\dots,z_{2019}

多项式复平面中的根

$$

P(z) = \sum_{k=0}^{2019} b_k z^k。

$$

μ=(z1++z2019)/2019\mu = (|z_1| + \cdots + |z_{2019}|)/2019 为从 z1,z2,,z2019z_1,z_2,\dots,z_{2019} 到原点的距离的平均值。确定最大常数MM,使得b0,b1,,b2019b_0,b_1,\dots, b_{2019}的所有选择满足μM\mu \geq M

$$

1 \leq b_0 < b_1 < b_2 < \cdots < b_{2019} \leq 2019。

$$

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。2019 年 Putnam A3 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?