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番外 · 题谱 · 1991 · P1

1991 Putnam A1

几何 · P1/P4 · 起手题

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/1991.pdf。

Putnam 1991 A1 geometry

A 2×32 \times 3 rectangle has vertices as (0,0),(2,0),(0,3),(0, 0), (2,0), (0,3), and $(2,

3).Itrotates. It rotates90^\circclockwiseaboutthepointclockwise about the point(2, 0)$. It then

rotates 9090^\circ clockwise about the point (5,0)(5, 0), then 9090^\circ

clockwise about the point (7,0)(7, 0), and finally, 9090^\circ clockwise

about the point (10,0)(10, 0). (The side originally on the xx-axis is now

back on the xx-axis.) Find the area of the region above the xx-axis and

below the curve traced out by the point whose initial position is (1,1).

2×32 \times 3 矩形的顶点为 (0,0),(2,0),(0,3),(0, 0), (2,0), (0,3), 和 $(2,

3)。它绕点。它绕点(2, 0)顺时针旋转顺时针旋转90^\circ$。那么它

围绕点 (5,0)(5, 0) 顺时针旋转 9090^\circ,然后 9090^\circ

绕点 (7,0)(7, 0) 顺时针旋转,最后顺时针 9090^\circ

关于点 (10,0)(10, 0)。 (原来在 xx 轴上的边现在是

回到 xx 轴。)找到 xx 轴上方区域的面积并

位于初始位置为 (1,1) 的点所绘制的曲线下方。

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。1991 年 Putnam A1 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?