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番外 · 闲灯 / 国际数学奥林匹克 / P1 · number-theory

2005 IMO 第 1 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/2005/eng.pdf。本站于 2026-05-13 将 IMO 题谱生成范围校验至 2025 年。

IMO 2005 P1 number-theory

Six points are chosen on the sides of an equilateral triangle ABCA B C .. A1A_{1} A2A_{2} on BCB C B1B_{1} B2B_{2} on CAC A and C1C_{1} C2C_{2} on ABA B , such that they are the vertices of a convex hexagon A1A2B1B2C1C2A_{1}A_{2}B_{1}B_{2}C_{1}C_{2} with equal side lengths. Prove that the lines A1B2A_{1}B_{2} B1C2B_{1}C_{2} and C1A2C_{1}A_{2} are concurrent.

在等边三角形 ABCA B C .. BCB C 上的 A1A_{1} A2A_{2} 的边上选择六个点,CAC A 上的 B1B_{1} B2B_{2}ABA B 上的 C1C_{1} C2C_{2} ,这样它们就是凸六边形的顶点A1A2B1B2C1C2A_{1}A_{2}B_{1}B_{2}C_{1}C_{2} 边长相等。证明行 A1B2A_{1}B_{2} B1C2B_{1}C_{2}C1A2C_{1}A_{2} 是并发的。

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

题面来自可核来源,本站补原创提示和解法骨架。 先把 2005 年第 1 题归入 number theory:数论结构题:先看同余、整除、最大公因数和 p 进赋值,再用构造或反证把整数条件锁紧。 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。P1 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。