正整数 $x_1,x_2,\cdots,x_n$ 满足$$x_1+x_2+\cdots +x_n=x_1x_2\cdots x_n,(n \geqslant 2)$$求证:$$x_1+x_2+\cdots +x_n \leqslant 2n.$$
【难度】
【出处】
【标注】
【答案】
【解析】
由 $x_1,x_2,\cdots,x_n$ 为正整数,设 $y_i=x_i-1$,$i=1,2,\cdots,n$,则 $y_i \geqslant 0$.那么$$n+\sum \limits_{i=1}^{n}y_i=\prod \limits_{i=1}^{n}(1+y_i) \geqslant 1+\sum \limits_{i=1}^{n}y_i+\sum \limits_{1 \leqslant i<j\leqslant n}y_iy_j,\cdots\cdots (*)$$即$$\sum \limits_{1 \leqslant i<j\leqslant n}y_iy_j \leqslant n-1.$$不妨设$$y_1 \geqslant y_2\geqslant \cdots \geqslant y_n\geqslant 0,$$我们指出 $ y_2 \geqslant 1$,否则,若$$y_2=\cdots =y_n=0,$$则$$n+y_1=(1+y_1)(1+y_2)\cdots(1+y_n)=1+y_1,$$这与 $n \geqslant 2$ 矛盾!故$$y_1 \geqslant 1,y_2+\cdots+y_n \geqslant 1,$$则$$y_1(y_2+\cdots+y_n) \geqslant y_1+(y_2+\cdots+y_n)-1.$$则$$n-1 \geqslant \sum \limits_{1 \leqslant i<j\leqslant n}y_iy_j \geqslant y_1(y_2+\cdots+y_n) \geqslant y_1+(y_2+\cdots+y_n)-1.$$故$$ \sum \limits_{i=1}^{n}y_i \leqslant n,$$故$$\sum \limits_{i=1}^{n}x_i \leqslant 2n.$$
答案 解析 备注
0.140348s