题面据 IMO Shortlist 可核档案整理;中文题意为本站自译,公式请以原始来源为准。
In the plane we have rectangles with parallel sides. The sides of distinct rectangles lie on distinct lines. The boundaries of the rectangles cut the plane into connected regions. A region is *nice* if it has at least one of the vertices of the rectangles on the boundary. Prove that the sum of the numbers of the vertices of all nice regions is less than . (There can be nonconvex regions as well as regions with more than one boundary curve.)
在平面中,我们有 个具有平行边的矩形。不同矩形的边位于不同的线上。矩形的边界将平面切割成相连的区域。如果一个区域的边界上至少有 个矩形的顶点,则该区域是*好的*。证明所有好的区域的顶点数之和小于 。 (可以存在非凸区域以及具有多条边界曲线的区域。)
提示 1
先标出固定点、动点、角、圆和长度关系。
提示 2
尝试角追、相似、圆幂、面积比、反演或坐标化中的一种。
提示 3
把关键等式还原成标准定理,或补出一个让结构闭合的辅助点。
完整解答
这页先给题面、题型和提示阶梯,完整证明留给读者逐步展开。2000 年 IMO Shortlist S16 可先归入几何:第一步把题设翻成对象、条件、目标三行;第二步沿提示寻找不变量、标准构型或关键变形;第三步补齐边界情形,并回到题目原要求核对。
这题适合先独立想一轮再打开提示。不要急着搜索完整解答,先问自己:题面里最硬的限制是哪一句?