第七屆IMO國際數學奧林匹克競賽第二題解析

最近我看同學們(men) 在學習(xi) 線性代數的時候普遍感到頭疼,今天就給各位分享一道IMO裏麵的與(yu) 線性代數有關(guan) 的題目
先上題目(第7屆IMO第2題):
IMO沒有你想象的這麽(me) 難(第3期)
這是一個(ge) 齊次線性方程組,如果隻有唯一解x1=x2=x3=0的話,那麽(me) 係數行列式D≠0,那麽(me) 我們(men) 就基本形成了一個(ge) 證明思路了。
首先寫(xie) 出D的表達式:
IMO沒有你想象的這麽(me) 難(第3期)
接著我們(men) 就要試圖證明這是恒正或恒負了,首先我們(men) 知道D的展開式:
D=a11a22a33+a12a23a31+a13a21a32-a11a23a32-a12a21a33-a13a22a31,其中a11,a22,a33是可以取到正無窮的,所以我們(men) 猜測D恒為(wei) 正數。

好,接下來我們(men) 分析一下題目中的條件a與(yu) b,可知對角線所在的元素的絕對值要大於(yu) 該元素所在行的任一元素的絕對值。
現在要對D進行化簡了:
先記d1=a11-a12-a13,d2=a22-a21-a23,d3=a33-a31-a32,那麽(me) d1,d2,d3都是正數。我們(men) 對D進行如下化簡:
IMO沒有你想象的這麽(me) 難(第3期)
接著對拆分得到的四個(ge) 行列式逐個(ge) 分析:
IMO沒有你想象的這麽(me) 難(第3期)
IMO沒有你想象的這麽(me) 難(第3期)
IMO沒有你想象的這麽(me) 難(第3期)
IMO沒有你想象的這麽(me) 難(第3期)
所以說,D恒為(wei) 正數,即原方程組隻有唯一解x1=x2=x3=0,證畢。

【競賽報名/項目谘詢+微信:mollywei007】

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