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。
Let be a convex polygon. Prove that there exists a convex hexagon that is contained in and whose area is at least of the area of the polygon .
*Alternative version.* Let be a convex polygon with vertices. Prove that there exists a convex hexagon with **a)** vertices on the sides of the polygon (or)**b)** vertices among the vertices of the polygon
such that the area of the hexagon is at least of the area of the polygon.
*Proposed by Ben Green and Edward Crane, United Kingdom*
令 为凸多边形。证明存在一个包含在 中的凸六边形,其面积至少为多边形 面积的 。
*替代版本。* 令 为具有 个顶点的凸多边形。证明存在一个凸六边形,其多边形各边上有**a)**顶点(或多边形顶点中有**b)**顶点
使得六边形的面积至少为多边形面积的 。
*由英国 Ben Green 和 Edward Crane 提议*
提示 1
先猜等号形状,再看同次性、归一化和每一项的量纲。
提示 2
试着把式子拆成均值、柯西、凸性、重排或切线法可处理的块。
提示 3
最后检查等号条件和边界情形是否都与题设兼容。
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。2004 年 IMO Shortlist S01 可先归入不等式: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?