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。
A calculator is broken so that the only keys that still work are the and buttons. The display initially shows 0. Given any positive rational number show that pressing some finite sequence of buttons will yield . Assume that the calculator does real number calculations with infinite precision. All functions are in terms of radians.
计算器坏了,唯一还能用的键是 $\、\sin、\; \cos,$$\tan,\; \sin^{-1}, \; \cos^{-1}、\,\、\tan^{-1} \,\, q, \,\, q$。假设计算器以无限精度进行实数计算。所有函数均以弧度表示。
提示 1
先把题面里的关系改写成一个干净的代数对象。
提示 2
寻找不变量、对称式或一个可以降次数的替换。
提示 3
最后用判别式、因式分解、单调性或构造把所有可能排完。
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。1995 年 USAMO P2 可先归入代数: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?