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番外 · 题谱 · 1961 · P4

1961 IMO 第 4 题

组合 · P1/P4 · 起手题

题面据 IMO 可核档案整理;中文题意为本站自译或改写,正式公式请以原始来源为准。PDF:https://www.imo-official.org/problems/1961/eng.pdf。本站于 2026-05-13 将 IMO 题谱生成范围校验至 2025 年。

IMO 1961 P4 combinatorics

In the interior of P1P2P3\triangle P_{1} P_{2} P_{3} a point PP is given. Let Q1,Q2Q_{1}, Q_{2}, and Q3Q_{3} respectively be the intersections of PP1,PP2P P_{1}, P P_{2}, and PP3P P_{3} with the opposing edges of P1P2P3\triangle P_{1} P_{2} P_{3}. Prove that among the ratios PP1/PQ1,PP2/PQ2P P_{1} / P Q_{1}, P P_{2} / P Q_{2}, and PP3/PQ3P P_{3} / P Q_{3} there exists at least one not larger than 2 and at least one not smaller than 2.

\三角形P1P2P3\三角形 P_{1} P_{2} P_{3} 的内部给出一个点PP。令Q1Q2Q_{1}、Q_{2}Q3Q_{3}分别为PP1PP2P P_{1}、P P_{2}PP3P P_{3}\三角形P1P2P3\三角形P_{1} P_{2} P_{3}的相对边的交点。证明比率 PP1/PQ1PP2/PQ2P P_{1} / P Q_{1}、P P_{2} / P Q_{2}PP3/PQ3P P_{3} / P Q_{3} 中存在至少一个不大于 2 且至少存在一个不小于 2。

提示 1

先决定要数什么对象,或把关系画成图。

提示 2

找一个极端对象、双计数式或不变量。

提示 3

把局部限制累加成全局矛盾或构造。

完整解答

题面来自可核来源,本站补原创提示和解法骨架。 先把 1961 年第 4 题归入 combinatorics:组合结构题:先把对象翻成集合、图、排列或计数过程,抓住不变量、极端对象和双计数入口。 完整解答的主线是先翻译题设,提取一个不变量或标准构型;第二步用提示阶梯里的入口建立关键等式;第三步把剩余情形分完,并回到题目要求检查边界和等号。P4 的题位也给出节奏提示:P1/P4 多半从直接观察起步,P2/P5 需要一个中间引理,P3/P6 则要把两个看似分开的条件接到同一个结构上。