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。
Let be an equilateral triangle. From the vertex we draw a ray towards the interior of the triangle such that the ray reaches one of the sides of the triangle. When the ray reaches a side, it then bounces off following the law of reflection, that is, if it arrives with a directed angle , it leaves with a directed angle . After bounces, the ray returns to without ever landing on any of the other two vertices. Find all possible values of .
Answer: All with the exception of 5 and 17
设 为等边三角形。我们从顶点 向三角形内部绘制一条射线,使得射线到达三角形的一条边。当光线到达一侧时,它会按照反射定律反弹,也就是说,如果它以定向角 到达,那么它会以定向角 离开。在 反弹后,光线返回到 ,而不会落在任何其他两个顶点上。找出 的所有可能值。
答案:除了 5 和 17 之外,所有
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。2018 年 APMO P4 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?