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1992 APMO 第 1 题

题面据 APMO 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。

APMO 1992 P1 geometry

A triangle with sides a,ba, b, and cc is given. Denote by ss the semiperimeter, that is s=(a+b+c)/2s=(a+b+c) / 2. Construct a triangle with sides sa,sbs-a, s-b, and scs-c. This process is repeated until a triangle can no longer be constructed with the sidelengths given.

For which original triangles can this process be repeated indefinitely?

Answer: Only equilateral triangles.

给出一个边为 aba、bcc 的三角形。用ss表示半周长,即s=(a+b+c)/2s=(a+b+c) / 2。构造一个边为 sasbs-a、s-bscs-c 的三角形。重复此过程,直到无法再用给定的边长构造三角形为止。

对于哪些原始三角形可以无限地重复这个过程?

答案:只有等边三角形。

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。1992 年 APMO P1 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?