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。
To clip a convex -gon means to choose a pair of consecutive sides and to replace them by three segments and where is the midpoint of and is the midpoint of . In other words, one cuts off the triangle to obtain a convex -gon. A regular hexagon of area is clipped to obtain a heptagon . Then is clipped (in one of the seven possible ways) to obtain an octagon , and so on. Prove that no matter how the clippings are done, the area of is greater than , for all .
裁剪凸 -gon 意味着选择一对连续的边 并用三个线段 和 替换它们,其中 是 的中点, 是 的中点。换句话说,将三角形 切掉以获得凸 -边形。面积 的正六边形 被裁剪以获得七边形 。然后 被剪裁(以七种可能的方式之一)以获得八边形 ,依此类推。证明无论如何剪裁,对于所有 , 的面积都大于 。
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。1997 年 USAMO P4 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?