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番外 · 题谱 · 2016 · P3

2016 IMO 第 3 题

几何 · 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/2016/eng.pdf。本站于 2026-05-13 将 IMO 题谱生成范围校验至 2025 年。

IMO 2016 P3 geometry

Let P=A1A2AkP = A_{1}A_{2}\ldots A_{k} be a convex polygon in the plane. The vertices A1A_{1} A2A_{2} ,..., AkA_{k} have integral coordinates and lie on a circle. Let SS be the area of PP . An odd positive integer nn is given such that the squares of the side lengths of PP are integers divisible by nn . Prove that 2S2S is an integer divisible by nn .

P=A1A2AkP = A_{1}A_{2}\ldots A_{k} 为平面中的凸多边形。顶点 A1A_{1} A2A_{2} ,..., AkA_{k} 具有积分坐标并且位于圆上。令 SSPP 的面积。给出一个奇数正整数 nn ,使得 PP 的边长的平方是可被 nn 整除的整数。证明 2S2S 是可被 nn 整除的整数。

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 2016 年第 3 题归入 geometry: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。P3 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。