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番外 · 题谱 · 1964 · P6

1964 IMO 第 6 题

几何 / 组合 · P3/P6 · 压轴题

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/1964/eng.pdf。本站于 2026-05-13 将 IMO 题谱生成范围校验至 2025 年。

IMO 1964 P6 geometrycombinatorics

Given a tetrahedron ABCDA B C D, let D1D_{1} be the centroid of the triangle ABCA B C and let A1,B1,C1A_{1}, B_{1}, C_{1} be the intersection points of the lines parallel to DD1D D_{1} and passing through the points A,B,CA, B, C with the opposite faces of the tetrahedron. Prove that the volume of the tetrahedron ABCDA B C D is onethird the volume of the tetrahedron A1B1C1D1A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}. Does the result remain true if the point D1D_{1} is replaced with any point inside the triangle ABCA B C ?

给定一个四面体 ABCDA B C D,设 D1D_{1} 为三角形 ABCA B C 的质心,设 A1B1C1A_{1}、B_{1}、C_{1} 为平行于 DD1D D_{1} 并穿过点 ABCA、B、C 与四面体相对面的直线的交点。证明四面体ABCDA B C D的体积是四面体A1B1C1D1A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}体积的三分之一。如果将点 D1D_{1} 替换为三角形 ABCA B C 内的任意点,结果是否仍然为真?

提示 1

先标出所有固定量和会变化的点。

提示 2

尝试角追、相似、圆幂、面积比或坐标化中的一种。

提示 3

把关键等式还原成一个标准定理或一个可构造的辅助点。

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 1964 年第 6 题归入 geometry / combinatorics:几何结构题:先画出关键点线圆,寻找相似、角追、幂、面积或仿射变换中最稳定的量。 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。P6 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。