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 an odd prime and a positive integer. In the coordinate plane, eight distinct points with integer coordinates lie on a circle with diameter of length . Prove that there exists a triangle with vertices at three of the given points such that the squares of its side lengths are integers divisible by .
*Proposed by Alexander Ivanov, Bulgaria*
设 为奇素数, 为正整数。在坐标平面中,具有整数坐标的八个不同点位于直径为 的圆上。证明存在一个三角形,其顶点位于给定的三个点处,使得其边长的平方是可被 整除的整数。
*由保加利亚亚历山大·伊万诺夫提议*
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。2004 年 IMO Shortlist S19 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?