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番外 · 题谱 · 1983 · P6

1983 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/1983/eng.pdf。本站于 2026-05-13 将 IMO 题谱生成范围校验至 2025 年。

IMO 1983 P6 geometrycombinatorics

(CAN 2) Suppose that {x1,x2,,xn}\left\{x_{1}, x_{2}, \ldots, x_{n}\right\} are positive integers for which x1+x2++xn=2(n+1)x_{1}+x_{2}+\cdots+x_{n}=2(n+1). Show that there exists an integer rr with 0rn10 \leq r \leq n-1 for which the following n1n-1 inequalities hold: xr+1++xr+i2i+1i,1inr;xr+1++xn+x1++xi2(nr+i)+1i,1ir1.\begin{aligned} x_{r+1}+\cdots+x_{r+i} & \leq 2 i+1 & & \forall i, 1 \leq i \leq n-r ; \\ x_{r+1}+\cdots+x_{n}+x_{1}+\cdots+x_{i} & \leq 2(n-r+i)+1 & & \forall i, 1 \leq i \leq r-1 . \end{aligned} Prove that if all the inequalities are strict, then rr is unique and that otherwise there are exactly two such rr.

(CAN 2) 假设 {x1,x2,,xn}\left\{x_{1}, x_{2}, \ldots, x_{n}\right\} 是正整数,其中 x1+x2++xn=2(n+1)x_{1}+x_{2}+\cdots+x_{n}=2(n+1)。证明存在一个整数 rr,其 0rn10 \leq r \leq n-1 满足下列 n1n-1 不等式: xr+1++xr+i2i+1i,1inr;xr+1++xn+x1++xi2(nr+i)+1i,1ir1\begin{aligned} x_{r+1}+\cdots+x_{r+i} & \leq 2 i+1 & & \forall i, 1 \leq i \leq n-r ; \\ x_{r+1}+\cdots+x_{n}+x_{1}+\cdots+x_{i} & \leq 2(n-r+i)+1 & & \forall i, 1 \leq i \leq r-1 。 \end{aligned} 证明如果所有不等式都是严格的,则 rr 是唯一的,否则恰好有两个这样的 rr

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 1983 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。

这题适合拿来练“先不看解答”的耐心:不要急着套大定理,先把题位、主题和题设中最硬的限制写成一行。