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番外 · 题谱 · 2018 · P17

2018 IMO Shortlist G3

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 2018 G3 geometry

A circle ω\omega of radius 1 is given. A collection TT of triangles is called good, if the following conditions hold: (i) each triangle from TT is inscribed in ω\omega; (ii) no two triangles from TT have a common interior point. Determine all positive real numbers tt such that, for each positive integer nn, there exists a good collection of nn triangles, each of perimeter greater than tt. (South Africa)

给定一个半径为 1 的圆 ω\omega。如果满足以下条件,则三角形的集合 TT 被称为良好的: (i) TT 中的每个三角形都刻在 ω\omega 中; (ii) TT 中没有两个三角形有公共内点。确定所有正实数 tt,使得对于每个正整数 nn,存在 nn 个三角形的良好集合,每个三角形的周长都大于 tt。 (南非)

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。2018 年 IMO Shortlist G3 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?