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

2020 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/2020/eng.pdf。本站于 2026-05-13 将 IMO 题谱生成范围校验至 2025 年。

IMO 2020 P6 geometrycombinatorics

Consider an integer n>1n > 1 , and a set SS of nn points in the plane such that the distance between any two different points in SS is at least 1. Prove there is a line \ell separating SS such that the distance from any point of SS to \ell is at least Ω(n1/3)\Omega (n^{-1 / 3}) .

(A line \ell separates a set of points SS if some segment joining two points in SS crosses \ell .)

考虑一个整数 n>1n > 1 ,以及平面上 nn 点的集合 SS ,使得 SS 中任意两个不同点之间的距离至少为 1。证明存在一条线 \ell 分隔 SS ,使得从 SS 的任何点到 \ell 的距离至少为 Ω(n1/3)\Omega (n^{-1 / 3})

(如果连接 SS 中两个点的某些线段穿过 \ell,则线 \ell 分隔一组点 SS。)

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 2020 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。