内容正文:
2023年南京大学“飞迪计划”二次选拔考试数学试题
考试时间:2023年9月7日14:00~17:00
第一题 (15分)
证明:任给7个实数,其中必定存在两个实数,满足
第二题(15分)
已知平面上有10个圆,任意两个圆都相交,是否存在直线,与每个圆都有公共点?证明你的结论.
第三题(15分)
已知为正实数,且三次方程有三个实根,证明:三次方程的三个实根为某三角形三边长的充要条件是:.
第四题(15分)
正整数的“重复表示”是把这个正整数重复写两遍,比如:2023的“重复表示”是20232023.
问:是否存在正整数,它的“重复表示”是完全平方数?如果是,请给出尽可能多的这样的正整数;如果不是,请说明理由.
第五题(40分)
定义在区间上的函数的Legendre变换是函数
证明:
(1)使得(即)的值构成的集合可能是空集、单点集或者区间.而如果是区间,则函数在上是凸函数.
(2)若是凸函数,则且当时,
对任意的成立。也就是说,凸函数的Legendre变换是对合变换。(一个变换是对合变换指的是,其中表示恒等变换.)
(3)
当时,有如下Young不等式的推广版本:
(4)
当是凸的可微函数时,,其中由方程
确定;给出Legendre变换及其自变量的几何解释.
(5)
当且时,函数的Legendre变换是函数, 其中且.并证明Young不等式
(6)
函数的Legendre变换是函数,并且满足不等式
,.
$$