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番外 · 题谱 · 2003 · P13

2003 IMO Shortlist S13

几何 · P3/P6 · 压轴题

题面据 IMO Shortlist 可核档案整理;中文题意为本站自译,公式请以原始来源为准。

IMO Shortlist 2003 S13 geometry

Let D1D_1 , D2D_2 , ..., DnD_n be closed discs in the plane. (A closed disc is the region limited by a circle, taken jointly with this circle.) Suppose that every point in the plane is contained in at most 20032003 discs DiD_i . Prove that there exists a disc DkD_k which intersects at most 720031=140207\cdot 2003 - 1 = 14020 other discs DiD_i .

D1D_1 , D2D_2 , ..., DnD_n 为平面上的闭圆盘。 (封闭圆盘是由圆限定的区域,与该圆连在一起。)假设平面上的每个点最多包含在 20032003 个圆盘 DiD_i 中。证明存在一个圆盘 DkD_k ,它最多与 720031=140207\cdot 2003 - 1 = 14020 其他圆盘 DiD_i 相交。

提示 1

先标出固定点、动点、角、圆和长度关系。

提示 2

尝试角追、相似、圆幂、面积比、反演或坐标化中的一种。

提示 3

把关键等式还原成标准定理,或补出一个让结构闭合的辅助点。

完整解答

这页先给题面、题型和提示阶梯,完整证明留给读者逐步展开。2003 年 IMO Shortlist S13 可先归入几何:第一步把题设翻成对象、条件、目标三行;第二步沿提示寻找不变量、标准构型或关键变形;第三步补齐边界情形,并回到题目原要求核对。

这题适合先独立想一轮再打开提示。不要急着搜索完整解答,先问自己:题面里最硬的限制是哪一句?