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番外 · 闲灯 / 中国数学奥林匹克 / P1 · number-theory

1994 CMO 第 1 题

题面据中国数学奥林匹克 / AoPS 可核档案整理;中文题意为本站自译,英文行为来源英译摘要,公式请以原始来源为准。

CMO 1994 P1 number-theory

Let ABCDABCD be a trapezoid with AB∥CDAB\parallel CD . Points E,FE,F lie on segments AB,CDAB,CD respectively. Segments CE,BFCE,BF meet at HH , and segments ED,AFED,AF meet at GG . Show that SEHFG≤14SABCDS_{EHFG}\le \dfrac{1}{4}S_{ABCD} . Determine, with proof, if the conclusion still holds when ABCDABCD is just any convex quadrilateral.

设 ABCDABCD 为梯形,且 AB∥CDAB\parallel CD 。点E、FE、F分别位于线段AB、CDAB、CD上。段 CE,BFCE,BF 在 HH 汇合,段 ED,AFED,AF 在 GG 汇合。显示 SEHFG≤14SABCDS_{EHFG}\le \dfrac{1}{4}S_{ABCD} 。通过证明确定当 ABCDABCD 是任意凸四边形时结论是否仍然成立。

提示 1

先看模小素数、最大公因数或整除链。

提示 2

把整数条件转成同余方程或 p 进指数比较。

提示 3

若要存在性,用构造;若要唯一性,用最小反例或下降。

完整解答

题面已直接收录。先把 1994 年 CMO 第 1 题的条件整理成对象、关系、目标三部分;再沿提示寻找不变量、标准构型或关键变形;最后补齐边界情形,并回到原题要求核对。