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番外 · 题谱 · 1969 · P4

1969 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/1969/eng.pdf。本站于 2026-05-13 将 IMO 题谱生成范围校验至 2025 年。

IMO 1969 P4 combinatorics

Let ABA B be a diameter of a circle γ\gamma. A point CC different from AA and BB is on the circle γ\gamma. Let DD be the projection of the point CC onto the line ABA B. Consider three other circles γ1,γ2\gamma_{1}, \gamma_{2}, and γ3\gamma_{3} with the common tangent AB:γ1A B: \gamma_{1} inscribed in the triangle ABCA B C, and γ2\gamma_{2} and γ3\gamma_{3} tangent to both (the segment) CDC D and γ\gamma. Prove that γ1,γ2\gamma_{1}, \gamma_{2}, and γ3\gamma_{3} have two common tangents.

ABA B 为圆γ\gamma 的直径。与AABB不同的点CC位于圆γ\gamma上。令 DD 为点 CC 在直线 ABA B 上的投影。考虑另外三个圆 γ1γ2\gamma_{1}、\gamma_{2}γ3\gamma_{3},它们的公切线 AB:γ1A B: \gamma_{1} 内切于三角形 ABCA B C,并且 γ2\gamma_{2}γ3\gamma_{3} 与(线段)CDC Dγ\gamma 相切。证明 γ1γ2\gamma_{1}、\gamma_{2}γ3\gamma_{3} 有两条公切线。

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 1969 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。