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番外 · 题谱 · 2000 · P6

2000 IMO 第 6 题

几何 / 组合 · P3/P6 · 超难题

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/2000/eng.pdf。本站于 2026-05-13 将 IMO 题谱生成范围校验至 2025 年。

IMO 2000 P6 geometrycombinatorics

C6 (FRA) Let pp and qq be relatively prime positive integers. A subset SS of {0,1,2,}\{0,1,2, \ldots\} is called ideal if 0S0 \in S and for each element nSn \in S, the integers n+pn+p and n+qn+q belong to SS. Determine the number of ideal subsets of {0,1,2}\{0,1,2 \ldots\}.

C6 (FRA) 令ppqq 为互素正整数。 {0,1,2,}\{0,1,2, \ldots\} 的子集 SS 称为理想子集,如果 0S0 \in S 且对于每个元素 nSn \in S,整数 n+pn+pn+qn+q 属于 SS。确定 {0,1,2}\{0,1,2 \ldots\} 的理想子集的数量。

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 2000 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。1990 年以后的 P3/P6 在闲灯中单列为 extremely-hard,复盘时重点看关键引理从哪里冒出来。