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2018 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 2018 P1 inequality

Let a,b,ca,b,c be positive real numbers such that a+b+c=4abc3a+b+c=4\sqrt[3]{abc}. Prove that

$$

2(ab+bc+ca)+4\min(a^2,b^2,c^2)\ge a^2+b^2+c^2.

$$

a,b,ca,b,c 为正实数,使得 a+b+c=4abc3a+b+c=4\sqrt[3]{abc}。证明

2(ab+bc+ca)+4min(a2,b2,c2)a2+b2+c22(ab+bc+ca)+4\min(a^2,b^2,c^2)\ge a^2+b^2+c^2。

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。2018 年 USAMO P1 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?