题面据 USAMO 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。
and are square maps of the same region, drawn to different scales and superimposed as shown in the figure. Prove that there is only one point on the small map that lies directly over point of the large map such that and each represent the same place of the country. Also, give a Euclidean construction (straight edge and compass) for .
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[asy] defaultpen(linewidth(0.7)+fontsize(10)); real theta = -100, r = 0.3; pair D2 = (0.3,0.76); string[] lbl = {'A', 'B', 'C', 'D'}; draw(unitsquare); draw(shift(D2)*rotate(theta)*scale(r)*unitsquare); for(int i = 0; i < lbl.length; ++i) { pair Q = dir(135-90*i), P = (.5,.5)+Q/2^.5; label("", P, Q); label("",D2+rotate(theta)*(r*P), rotate(theta)*Q); }[/asy]
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和 是同一区域的方形地图,绘制为不同比例并叠加,如图所示。证明小地图上只有一个点 直接位于大地图的点 上方,使得 和 分别代表该国家/地区的同一地点。另外,给出一个欧几里得构造(直尺和圆规),价格为 。
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[asy] defaultpen(linewidth(0.7)+fontsize(10));实θ = -100,r = 0.3;对 D2 = (0.3,0.76);字符串[] lbl = {'A', 'B', 'C', 'D'};绘制(单位平方);绘制(移位(D2)*旋转(θ)*缩放(r)*unitsquare); for(int i = 0; i < lbl.length; ++i) { 对 Q = dir(135-90*i), P = (.5,.5)+Q/2^.5;标签("", P, Q);标签("",D2+旋转(theta)*(r*P), 旋转(theta)*Q); }[/asy]
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提示 1
先猜等号形状,再看同次性、归一化和每一项的量纲。
提示 2
试着把式子拆成均值、柯西、凸性、重排或切线法可处理的块。
提示 3
最后检查等号条件和边界情形是否都与题设兼容。
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。1978 年 USAMO P2 可先归入不等式: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?