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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / G6 · geometry

2021 IMO Shortlist G6

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。

IMO Shortlist 2021 G6 geometry

Determine all integers n3n \geq 3 satisfying the following property: every convex nn-gon whose sides all have length 1 contains an equilateral triangle of side length 1. (Every polygon is assumed to contain its boundary.)

确定满足以下属性的所有整数 n3n \geq 3:每个边长均为 1 的凸 nn 边形包含一个边长为 1 的等边三角形。(假设每个多边形都包含其边界。)

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。2021 年 IMO Shortlist G6 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?