题面 CMO · 1987 · P5
来源 context
题面据中国数学奥林匹克 / AoPS 可核档案整理;中文题意为本站自译,英文行为来源英译摘要,公式请以原始来源为准。
Let be a tetrahedron. We construct four mutually tangent spheres with centers respectively. Suppose that there exists a point such that we can construct two spheres centered at satisfying the following conditions:
i) One sphere with radius is tangent to ;
ii) One sphere with radius is tangent to every edges of tetrahedron .
Prove that is a regular tetrahedron.
令 为四面体。我们构造四个相互相切的球体,分别以为中心。假设存在一个点,我们可以构造两个以为中心的球体,满足以下条件:
i) 一个半径为 的球体与 相切;
ii) 一个半径为 的球体与四面体 的每条边相切。
证明 是正四面体。
提示阶梯 已展开 0/3 档
提示 1
先猜等号,再看每一项的量纲和同次性。
提示 2
试着归一化,或把式子拆成柯西、均值、凸性可处理的块。
提示 3
最后检查等号条件是否和题设完全兼容。
解答 folded
完整解答
题面已直接收录。先把 1987 年 CMO 第 5 题的条件整理成对象、关系、目标三部分;再沿提示寻找不变量、标准构型或关键变形;最后补齐边界情形,并回到原题要求核对。