灯下 登录

1995 USAMO 第 5 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 1995 P5 inequality

Suppose that in a certain society, each pair of persons can be classified as either amicable or hostile. We shall say that each member of an amicable pair is a friend of the other, and each member of a hostile pair is a foe of the other. Suppose that the society has n\, n \, persons and q\, q \, amicable pairs, and that for every set of three persons, at least one pair is hostile. Prove that there is at least one member of the society whose foes include q(14q/n2)\, q(1 - 4q/n^2) \, or fewer amicable pairs.

假设在某个社会中,每一对人都可以分为友好的或敌对的。我们可以说,友好配对中的每个成员都是对方的朋友,而敌对配对中的每个成员都是对方的敌人。假设社会有 n\, n \, 人和 q\, q \, 友好对,并且对于每三人一组,至少有一对是敌对的。证明社会中至少有一名成员的敌人包括 q(14q/n2)\, q(1 - 4q/n^2) \, 或更少的友好对。

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。1995 年 USAMO P5 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?