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2014 USAMO 第 1 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 2014 P1 algebra

Let a,b,c,da,b,c,d be real numbers such that bd5b-d \ge 5 and all zeros x1,x2,x3,x_1, x_2, x_3, and x4x_4 of the polynomial P(x)=x4+ax3+bx2+cx+dP(x)=x^4+ax^3+bx^2+cx+d are real. Find the smallest value the product (x12+1)(x22+1)(x32+1)(x42+1)(x_1^2+1)(x_2^2+1)(x_3^2+1)(x_4^2+1) can take.

a,b,c,da,b,c,d 为实数,使得 bd5b-d \ge 5 且多项式 P(x)=x4+ax3+bx2+cx+dP(x)=x^4+ax^3+bx^2+cx+d 的全零 x1x2x3,x_1、x_2、x_3,x4x_4 均为实数。求乘积 (x12+1)(x22+1)(x32+1)(x42+1)(x_1^2+1)(x_2^2+1)(x_3^2+1)(x_4^2+1) 可以取的最小值。

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。2014 年 USAMO P1 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?