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 integer. Suppose we are given points in a plane such that no three of them are collinear. The points are to be labelled in some order. We then consider the angles , . We measure each angle in the way that gives the smallest positive value (i.e. between and ). Prove that there exists an ordering of the given points such that the resulting angles can be separated into two groups with the sum of one group of angles equal to the sum of the other group.
令 为整数。假设我们在平面上有 个点,其中没有三个点共线。这些点将以某种顺序标记为 。然后我们考虑角, 。我们以给出最小正值的方式测量每个角度(即在 和 之间)。证明给定点存在排序,使得所得的 角度可以分为两组,其中一组角度的总和等于另一组角度的总和。
提示 1
先决定对象是什么:集合、图、排列、颜色、路径,还是一次操作后的状态。
提示 2
找一个极端对象、双计数式、不变量,或把限制转成图上的局部条件。
提示 3
把局部限制累加成全局矛盾,或给出覆盖全部情形的构造。
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。2019 年 IMO Shortlist C6 可先归入组合: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?