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番外 · 题谱 · 2012 · P5

2012 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/2012/eng.pdf。本站于 2026-05-13 将 IMO 题谱生成范围校验至 2025 年。

IMO 2012 P5 inequality

Let ABCA B C be a triangle with BCA=90\angle B C A = 90^{\circ} , and let DD be the foot of the altitude from CC . Let XX be a point in the interior of the segment CDC D . Let KK be the point on the segment AXA X such that BK=BCB K = B C . Similarly, let LL be the point on the segment BXB X such that AL=ACA L = A C . Let M=ALBKM = \overline{A L} \cap \overline{B K} . Prove that MK=MLM K = M L .

ABCA B C 为一个三角形,BCA=90\angle B C A = 90^{\circ} ,并令 DD 为从 CC 开始的高度的脚。令 XX 为线段 CDC D 内部的一个点。令 KK 为线段 AXA X 上的点,使得 BK=BCB K = B C 。类似地,令 LL 为线段 BXB X 上的点,使得 AL=ACA L = A C 。设 M=ALBKM = \overline{A L} \cap \overline{B K} 。证明 MK=MLM K = M L

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 2012 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。