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2009 Putnam B4

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/2009.pdf。

Putnam 2009 B4 geometry

Say that a polynomial with real coefficients in two variables, x,yx,y, is *balanced* if

the average value of the polynomial on each circle centered at the origin is 00.

The balanced polynomials of degree at most 20092009 form a vector space VV over R\mathbb{R}.

Find the dimension of VV.

假设一个在两个变量 x,yx,y 中具有实数系数的多项式是*平衡的*,如果

以原点为中心的每个圆上多项式的平均值为 00

次数最多为 20092009 的平衡多项式在 R\mathbb{R} 上形成向量空间 VV

VV 的维数。

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。2009 年 Putnam B4 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?