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番外 · 题谱 · 2017 · P1

2017 APMO 第 1 题

几何 · P1/P4 · 起手题

题面据 APMO 可核档案整理;中文题意为本站自译,公式请以原始来源为准。

APMO 2017 P1 geometry

We call a 5-tuple of integers arrangeable if its elements can be labeled aa, b,c,d,eb, c, d, e in some order so that ab+cd+e=29a-b+c-d+e=29. Determine all 2017-tuples of integers n1,n2,,n2017n_{1}, n_{2}, \ldots, n_{2017} such that if we place them in a circle in clockwise order, then any 5 -tuple of numbers in consecutive positions on the circle is arrangeable.

Answer: n1==n2017=29n_{1}=\cdots=n_{2017}=29.

如果一个整数 5 元组的元素可以按某种顺序标记为 aabcdeb、c、d、e,使得 ab+cd+e=29a-b+c-d+e=29,则我们称该整数 5 元组为可排列的。确定整数 n1,n2,,n2017n_{1}, n_{2}, \ldots, n_{2017} 的所有 2017 元组,这样如果我们将它们按顺时针顺序放在一个圆中,则圆上连续位置上的任何数字的 5 元组都是可排列的。

答案:n1==n2017=29n_{1}=\cdots=n_{2017}=29

提示 1

先标出固定点、动点、角、圆和长度关系。

提示 2

尝试角追、相似、圆幂、面积比、反演或坐标化中的一种。

提示 3

把关键等式还原成标准定理,或补出一个让结构闭合的辅助点。

完整解答

这页先给题面、题型和提示阶梯,完整证明留给读者逐步展开。2017 年 APMO P1 可先归入几何:第一步把题设翻成对象、条件、目标三行;第二步沿提示寻找不变量、标准构型或关键变形;第三步补齐边界情形,并回到题目原要求核对。

这题适合先独立想一轮再打开提示。不要急着搜索完整解答,先问自己:题面里最硬的限制是哪一句?