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番外 · 题谱 · 1998 · P9

1998 Putnam B3

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/1998.pdf。

Putnam 1998 B3 geometry

let HH be the unit hemisphere {(x,y,z):x2+y2+z2=1,z0}\{(x,y,z):x^2+y^2+z^2=1,z\geq 0\}, CC

the unit circle {(x,y,0):x2+y2=1}\{(x,y,0):x^2+y^2=1\}, and PP the regular pentagon

inscribed in CC. Determine the surface area of that portion of HH lying

over the planar region inside PP, and write your answer in the form

Asinα+BcosβA \sin\alpha + B \cos\beta, where A,B,α,βA,B,\alpha,\beta are real numbers.

HH为单位半球{(x,y,z):x2+y2+z2=1,z0}\{(x,y,z):x^2+y^2+z^2=1,z\geq 0\}, CC

单位圆 {(x,y,0):x2+y2=1}\{(x,y,0):x^2+y^2=1\}PP 正五边形

刻有CC。确定 HH 所在部分的表面积

PP 内的平面区域上,并在表格中写下你的答案

Asinα+BcosβA \sin\alpha + B \cos\beta,其中 A,B,α,βA,B,\alpha,\beta 是实数。

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。1998 年 Putnam B3 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?