简介

József Wildt International Mathematical Competition(约瑟夫·维尔德国际数学竞赛)是一个面向高中生的国际数学竞赛,以纪念匈牙利数学家约瑟夫·维尔德(József Wildt)。它通常在罗马尼亚特尔古穆列什举办,旨在鼓励学生对数学的兴趣并挑战他们的解决问题的能力。

各届问题及其解答

2019 年

W1. The Pell numbers $P_n$ satisfy $P_0=0$, $P_1=1$, and $P_n=2P_{n-1}+P_{n-2}$ for $n\ge2$. Find

提示

依次证明:
(1). $P_{n}P_{n+2}+\left(-1\right)^{n}=P_{n+1}^{2}$;
(2). $\arctan\frac{1}{P_{2n}}-\arctan\frac{1}{P_{2n+2}}=\arctan\frac{2}{P_{2n+1}}$;
(3). $\sum\limits_{n=1}^{\infty}\left(\arctan\frac{1}{P_{2n}}+\arctan\frac{1}{P_{2n+2}}\right)\arctan\frac{2}{P_{2n+1}}=\arctan^{2}\frac{1}{2}$.

W2. If $0<a\le c\le b$ then:

提示

考虑

W3. Compute

提示

W4. If $x,y,z,t>1$ then:

提示

W5. Let $n\ge 1$. Find a set of distincts real numbers $(x_j)_{1\le j\le n}$ such that for any bijections $f:\{1,2,\cdots, n\}^2\to\{1,2,\cdots,n\}^2$ the matrix $\left(x_{f(i,j)}\right)_{1\le i,j\le n}$ is invertible.

W6. Compute

提示

W7. If

then find:

提示

分部积分得到:

代入,

所以

W8. Let $(a_n)_{n \geq 1}$ be a positive real sequence given by $a_n=\sum_{k=1}^n \frac{1}{k}$. Compute

where we denote by $[x]$ the integer part of $x$.

提示

由 Stirling 公式,

所以

又由于不等式

所以有自然的不等式

所以所求极限化为

由于 $\ue^{-2H_{n}}=\ue^{-2(H_{n}-\ln n)-2\ln n}\to\ue^{-2\gamma}\cdot n^{-2}$,
所以

同理可证:

所以