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番外 · 闲灯 / 国际数学奥林匹克 / P4 · combinatorics

1978 IMO 第 4 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/1978/eng.pdf。本站于 2026-05-13 将 IMO 题谱生成范围校验至 2025 年。

IMO 1978 P4 combinatorics

(CZS 2) Let T1T_{1} be a triangle having a,b,ca, b, c as lengths of its sides and let T2T_{2} be another triangle having u,v,wu, v, w as lengths of its sides. If P,QP, Q are the areas of the two triangles, prove that 16PQa2(u2+v2+w2)+b2(u2v2+w2)+c2(u2+v2w2)16 P Q \leq a^{2}\left(-u^{2}+v^{2}+w^{2}\right)+b^{2}\left(u^{2}-v^{2}+w^{2}\right)+c^{2}\left(u^{2}+v^{2}-w^{2}\right) When does equality hold?

(CZS 2) 令T1T_{1}为一个边长为abca、b、c的三角形,并令T2T_{2}为另一个边长为uvwu、v、w的三角形。如果P,QP, Q是两个三角形的面积,证明 16PQa2(u2+v2+w2)+b2(u2v2+w2)+c2(u2+v2w2)16 P Q \leq a^{2}\left(-u^{2}+v^{2}+w^{2}\right)+b^{2}\left(u^{2}-v^{2}+w^{2}\right)+c^{2}\left(u^{2}+v^{2}-w^{2}\right) 当平等成立吗?

提示 1

先决定要数什么对象,或把关系画成图。

提示 2

找一个极端对象、双计数式或不变量。

提示 3

把局部限制累加成全局矛盾或构造。

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 1978 年第 4 题归入 combinatorics:组合结构题:先把对象翻成集合、图、排列或计数过程,抓住不变量、极端对象和双计数入口。 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。P4 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。

这题适合拿来练“先不看解答”的耐心:不要急着套大定理,先把题位、主题和题设中最硬的限制写成一行。