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番外 · 题谱 · 2020 · P1

2020 IMO 第 1 题

数论 · P1/P4 · 起手题

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/2020/eng.pdf。本站于 2026-05-13 将 IMO 题谱生成范围校验至 2025 年。

IMO 2020 P1 number-theory

Consider the convex quadrilateral ABCDABCD . The point PP is in the interior of ABCDABCD . The following ratio equalities hold:

PAD:PBA:DPA=1:2:3=CBP:BAP:BPC.\angle PAD:\angle PBA:\angle DPA = 1:2:3 = \angle CBP:\angle BAP:\angle BPC.

Prove that the following three lines meet in a point: the internal bisectors of angles ADP\angle ADP and PCB\angle PCB and the perpendicular bisector of segment ABAB .

考虑凸四边形 ABCDABCD 。点 PP 位于 ABCDABCD 的内部。以下比率等式成立:

\角PAD:\角PBA:\角DPA=1:2:3=\角CBP:\角BAP:\角BPC\角度 PAD:\角度 PBA:\角度 DPA = 1:2:3 = \角度 CBP:\角度 BAP:\角度 BPC。

证明以下三条线交于一点:角 ADP\angle ADPPCB\angle PCB 的内平分线以及线段 ABAB 的垂直平分线。

提示 1

先看模小素数、最大公因数或整除链。

提示 2

把整数条件转成同余方程或 p 进指数比较。

提示 3

若要存在性,用构造;若要唯一性,用最小反例或下降。

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 2020 年第 1 题归入 number theory:数论结构题:先看同余、整除、最大公因数和 p 进赋值,再用构造或反证把整数条件锁紧。 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。P1 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。