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1986 USAMO 第 2 题

题面据 USAMO 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。

USAMO 1986 P2 inequality

During a certain lecture, each of five mathematicians fell asleep exactly twice. For each pair of mathematicians, there was some moment when both were asleep simultaneously. Prove that, at some moment, three of them were sleeping simultaneously.

在一次演讲中,五位数学家每人都睡着了两次。对于每对数学家来说,都有一个时刻他们同时睡着了。证明,在某个时刻,他们三个人同时睡觉。

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。1986 年 USAMO P2 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?