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番外 · 题谱 · 1983 · P4

1983 USAMO 第 4 题

数论 · P1/P4 · 起手题

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。

USAMO 1983 P4 number-theory

Six segments S1,S2,S3,S4,S5,S_1, S_2, S_3, S_4, S_5, and S6S_6 are given in a plane. These are congruent to the edges AB,AC,AD,BC,BD,AB, AC, AD, BC, BD, and CDCD, respectively, of a tetrahedron ABCDABCD. Show how to construct a segment congruent to the altitude of the tetrahedron from vertex AA with straight-edge and compasses.

在平面上给出了六个线段S1S2S3S4S5S_1、S_2、S_3、S_4、S_5、S6S_6。它们分别与四面体 ABCDABCD 的边 ABACADBCBDAB、AC、AD、BC、BD、CDCD 全等。展示如何使用直尺和圆规从顶点 AA 构造与四面体高度一致的线段。

提示 1

先看同余、整除、最大公因数和 p 进赋值。

提示 2

把整数条件转成同余方程、指数比较或下降过程。

提示 3

若要存在性,用构造;若要唯一性,用最小反例、无限下降或模限制。

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。1983 年 USAMO P4 可先归入数论: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?