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2002 USAMO 第 6 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 2002 P6 inequality

I have an n×nn \times n sheet of stamps, from which I've been asked to tear out blocks of three adjacent stamps in a single row or column. (I can only tear along the perforations separating adjacent stamps, and each block must come out of the sheet in one piece.) Let b(n)b(n) be the smallest number of blocks I can tear out and make it impossible to tear out any more blocks. Prove that there are real constants cc and dd such that

17n2cnb(n)15n2+dn\dfrac{1}{7} n^2 - cn \leq b(n) \leq \dfrac{1}{5} n^2 + dn

for all n>0n > 0.

我有一张 n×nn \times n 张邮票,我被要求从其中撕下单行或单列中的三块相邻的邮票。 (我只能沿着分隔相邻邮票的穿孔撕开,并且每个块必须从纸张中整块出来。)令 b(n)b(n) 为我可以撕下的最小块数,并且无法撕下更多块。证明存在实常量 ccdd 使得

17n2cnb(n)15n2+dn\dfrac{1}{7} n^2 - cn \leq b(n) \leq \dfrac{1}{5} n^2 + dn

对于所有 n>0n > 0

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。2002 年 USAMO P6 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?