“令f(x)=x3+2x+1。当x>1时,(x+1/2)3< f(x)<(x+1)3。
这意味着,f(x)被夹在两个连续整数的立方之间,它本身不可能是立方数……这个没用。”
“回到模运算。
模x,得1≡2?(mod x);模x+1,得-2≡2?(mod x+1)……”
无数条思路在他脑海中并行不悖,然后一一剪枝。
最终,一条金色的、最优的路径,被点亮了。
“解法确定,跳过。”
分析完第一题之后,许燃的意识瞬间切换到了第二道题。
【第二题:代数,多元不等式证明】
形式丑陋的不等式,在思维殿堂中,被转化成了一个三维空间里的曲面。
【暴力计算路径】
“齐次化,构造……使用拉格朗日乘数法?计算量堪比小型计算机,放弃。”
“琴生不等式?需要先证明函数凸性,过程繁琐,放弃。”
“权方和不等式、切比雪夫不等式、舒尔不等式……所有能用的工具,全部加载,进行组合尝试。”
就像一台超级计算机,许燃的其中一个线程,在穷举着所有可能的经典不等式组合,硬碰硬地进行暴力破解。
【几何直观路径】
“将不等式视为一个几何约束条件。它的几何意义是什么?”
“这是一个关于‘距离’的不等式吗?”
“或者,它代表了某个‘体积’或‘面积’的极值?”
许燃的目光,仿佛穿透了代数符号的表象,看到了其背后隐藏的几何本质。
“原来如此……出题人将一个向量不等式,用代数的形式给‘加密’了。”
在他脑中,那串复杂的代数式,被翻译成了一句简洁的几何语言:
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在一个特定的向量空间中,几个向量的和向量的模长,不小于它们模长之和的某个加权平均。
“这不就是闵可夫斯基不等式的推广形式吗?”
“找到问题的本质,剩下的,就只是简单的证明了。”
“解法确定,跳过。”
最后,他的意识,来到了那座最高的、最恐怖的山峰面前。
【第三题:组合,K?图的边染色构造】
“在一个完全图K??中,用红蓝两种颜色对边进行染色,要求构造出一种染色方案,使得图中不存在纯红色的K?子图,也不存在纯蓝色的K?子图。”
这是拉姆齐理论中的一个具体数值问题。
R(4, 5)= 25,这意味着在K??中,必然存在红色K?或蓝色K?。
但在K??中,是否存在一种可以“规避”的方案?
【传统构造路径】
“使用有限域的二次剩余进行构造?这是竞赛中最经典的解法。”
“设图的顶点集为有限域F??的元素。
如果 b-a是F??中的二次剩余,则边(a, b)染成红色,否则染成蓝色。”
“开始验算。
是否存在红色K??
这需要找到四个顶点x?,x?,x?,x?,使得它们两两之差都是二次剩余。
这等价于一个复杂的数论方程组求解……”