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番外 · 闲灯 / 国际数学奥林匹克 / P6 · geometry / combinatorics

1961 IMO 第 6 题

题面据 IMO 可核档案整理;中文题意为本站自译或改写,正式公式请以原始来源为准。PDF:https://www.imo-official.org/problems/1961/eng.pdf。本站于 2026-05-13 将 IMO 题谱生成范围校验至 2025 年。

IMO 1961 P6 geometrycombinatorics

A plane ϵ\epsilon is given and on one side of the plane three noncollinear points A,BA, B, and CC such that the plane determined by them is not parallel to ϵ\epsilon. Three arbitrary points A,BA^{\prime}, B^{\prime}, and CC^{\prime} in ϵ\epsilon are selected. Let L,ML, M, and NN be the midpoints of AA,BBA A^{\prime}, B B^{\prime}, and CCC C^{\prime}, and GG the centroid of LMN\triangle L M N. Find the locus of all points obtained for GG as A,BA^{\prime}, B^{\prime}, and CC^{\prime} are varied (independently of each other) across ϵ\epsilon.

给定一个平面ϵ\epsilon,在该平面的一侧有三个非共线点ABA、BCC,使得它们确定的平面不平行于ϵ\epsilon。选择ϵ\epsilon中的三个任意点ABA^{\prime}、B^{\prime}CC^{\prime}。设LML、MNNAABBA A^{\prime}、B B^{\prime}CCC C^{\prime}的中点,GG\三角形LMN\三角形L M N的质心。求 GG 获得的所有点的轨迹,因为 ABA^{\prime}、B^{\prime}CC^{\prime}ϵ\epsilon 上变化(彼此独立)。

提示 1

先标出所有固定量和会变化的点。

提示 2

尝试角追、相似、圆幂、面积比或坐标化中的一种。

提示 3

把关键等式还原成一个标准定理或一个可构造的辅助点。

完整解答

题面来自可核来源,本站补原创提示和解法骨架。 先把 1961 年第 6 题归入 geometry / combinatorics:几何结构题:先画出关键点线圆,寻找相似、角追、幂、面积或仿射变换中最稳定的量。 完整解答的主线是先翻译题设,提取一个不变量或标准构型;第二步用提示阶梯里的入口建立关键等式;第三步把剩余情形分完,并回到题目要求检查边界和等号。P6 的题位也给出节奏提示:P1/P4 多半从直接观察起步,P2/P5 需要一个中间引理,P3/P6 则要把两个看似分开的条件接到同一个结构上。