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。
Let be a positive integer. There are marks, each with a black side and a white side, arranged into an equilateral triangle, with the biggest row containing marks. Initially, each mark has the black side up. An operation is to choose a line parallel to the sides of the triangle, and flipping all the marks on that line. A configuration is called admissible if it can be obtained from the initial configuration by performing a finite number of operations. For each admissible configuration , let denote the smallest number of operations required to obtain from the initial configuration. Find the maximum value of , where varies over all admissible configurations.
令 为正整数。有 个标记,每个标记都有黑边和白边,排列成等边三角形,最大的一行包含 个标记。最初,每个标记的黑色面朝上。操作是选择一条与三角形各边平行的线,然后翻转该线上的所有标记。如果可以通过执行有限数量的操作从初始配置获得该配置,则该配置被称为可接受的。对于每个允许的配置 ,让 表示从初始配置获得 所需的最小操作数。求 的最大值,其中 在所有允许的配置中变化。
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。2013 年 USAMO P3 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?