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。
Prove that there exists a positive constant such that the following statement is true: Assume that is an integer with , and let be a set of points in the plane such that the distance between any two distinct points in is at least 1 . Then there is a line separating such that the distance from any point of to is at least . (A line separates a point set if some segment joining two points in crosses .)
证明存在正常数 ,使得以下陈述成立:假设 是 的整数,并令 为平面中 个点的集合,使得 中任意两个不同点之间的距离至少为 1 。然后有一条线 分隔 ,使得 中的任意点到 的距离至少为 。 (如果 中连接两个点的某些线段穿过 ,则线 分隔点集 。)
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。2020 年 IMO Shortlist G9 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?