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1989 Putnam B5

题面据 Putnam 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。 PDF:https://kskedlaya.org/putnam-archive/1989.pdf。

Putnam 1989 B5 geometry

Label the vertices of a trapezoid TT (quadrilateral with two parallel sides)

inscribed in the unit circle as A,B,C,DA,\,B,\,C,\,D so that ABAB is parallel to

CDCD and A,B,C,DA,\,B,\,C,\,D are in counterclockwise order. Let

s1,s2s_1,\,s_2, and dd denote the lengths of the line segments

AB,CDAB,\, CD, and OEOE, where E is the point of intersection of the diagonals

of TT, and OO is the center of the circle. Determine the least upper bound of

s1s2d\frac{s_1-s_2}{d} over all such TT for which d0d\ne 0, and describe all

cases, if any, in which it is attained.

标记梯形 TT(有两条平行边的四边形)的顶点

内接于单位圆 A,B,C,DA,\,B,\,C,\,D 使得 ABAB 平行于

CDCDA,B,C,DA,\,B,\,C,\,D 按逆时针顺序排列。让

s1\、s2s_1、\、s_2dd 表示线段的长度

AB\、CDAB、\、CDOEOE,其中 E 是对角线的交点

TT 为圆心,OO 为圆心。确定最小上界

s1s2d\frac{s_1-s_2}{d} 超过所有这样的 TT,其中 d0d\ne 0,并描述所有

达到该目标的情况(如果有)。

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。1989 年 Putnam B5 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?