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番外 · 题谱 · 2020 · P20

2020 IMO Shortlist G4

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 2020 G4 geometry

In the plane, there are n6n \geq 6 pairwise disjoint disks D1,D2,,DnD_{1}, D_{2}, \ldots, D_{n} with radii R1R2RnR_{1} \geq R_{2} \geq \ldots \geq R_{n}. For every i=1,2,,ni=1,2, \ldots, n, a point PiP_{i} is chosen in disk DiD_{i}. Let OO be an arbitrary point in the plane. Prove that OP1+OP2++OPnR6+R7++RnO P_{1}+O P_{2}+\ldots+O P_{n} \geq R_{6}+R_{7}+\ldots+R_{n} (A disk is assumed to contain its boundary.) (Iran)

在平面上,有 n6n \geq 6 成对不相交圆盘 D1,D2,,DnD_{1}, D_{2}, \ldots, D_{n},半径为 R1R2RnR_{1} \geq R_{2} \geq \ldots \geq R_{n}。对于每个i=1,2,,ni=1,2,\ldots,n,在磁盘DiD_{i}中选择一个点PiP_{i}。令 OO 为平面上的任意点。证明 OP1+OP2++OPnR6+R7++RnO P_{1}+O P_{2}+\ldots+O P_{n} \geq R_{6}+R_{7}+\ldots+R_{n} (假设磁盘包含其边界。)(伊朗)

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。2020 年 IMO Shortlist G4 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?