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番外 · 题谱 · 1992 · P5

1992 IMO 第 5 题

不等式 · P2/P5 · 中段题

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/1992/eng.pdf。本站于 2026-05-13 将 IMO 题谱生成范围校验至 2025 年。

IMO 1992 P5 inequality

(COL 3) Let ABCDA B C D be a convex quadrilateral such that AC=A C= BDB D. Equilateral triangles are constructed on the sides of the quadrilateral. Let O1,O2,O3,O4O_{1}, O_{2}, O_{3}, O_{4} be the centers of the triangles constructed on AB,BC,CD,DAA B, B C, C D, D A respectively. Show that O1O3O_{1} O_{3} is perpendicular to O2O4O_{2} O_{4}.

(COL 3) 令ABCDA B C D 为凸四边形,使得AC=A C= BDB D。等边三角形是在四边形的边上构造的。设O1O2O3O4O_{1}、O_{2}、O_{3}、O_{4}分别为在ABBCCDDAA B、B C、C D、D A上构造的三角形的中心。证明 O1O3O_{1} O_{3} 垂直于 O2O4O_{2} O_{4}

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。

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 1992 年第 5 题归入 inequality:不等式题:先判断等号形状,再选用均值、柯西、凸性、重排或归一化,把表达式压成可控的标准型。 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。P5 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。