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番外 · 题谱 · 1985 · P10

1985 Putnam B4

几何 · P3/P6 · 压轴题

题面据 Putnam 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。 PDF:https://kskedlaya.org/putnam-archive/1985.pdf。

Putnam 1985 B4 geometry

Let CC be the unit circle x2+y2=1x^2+y^2=1. A point pp is chosen randomly

on the circumference CC and another point qq is chosen randomly from

the interior of CC (these points are chosen independently and

uniformly over their domains). Let RR be the rectangle with sides

parallel to the xx and yy-axes with diagonal pqpq. What is the

probability that no point of RR lies outside of CC?

CC为单位圆x2+y2=1x^2+y^2=1。随机选择一个点 pp

在圆周 CC 上,另一个点 qq 是随机选择的

CC 的内部(这些点是独立选择的并且

在其域上统一)。设 RR 为有边的矩形

xxyy 轴平行,对角线 pqpq。什么是

RR 中没有点位于 CC 之外的概率?

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。1985 年 Putnam B4 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?