2022年IMO中国国家队选拔(CTST)第一次测试分析与解答

2022年CTST第一轮测试(一)试题及解答

这两周进行了集训队一阶段考试,尽管笔者太菜没资格参加,但也在第一时间做了考题,现在本文将给出第一次测试的解答,至于第二次的解答,应该也会在这两天尽快更新。

在解答中,笔者做出来的题目,大多写有思路分析和批注,给出的基本是自己的原始解法,和标答及其他解法或许是大同小异,部分解答也会据此优化改良。其余的题目这里便只放出标准答案。鉴于笔者水平有限,不当之处还望读者海涵并不吝赐教!(大佬可以直接关闭页面了)

1、试题

2022年CTST第一轮 测试(一)

以下即将进入解答部分

2、解答

2022年CTST第一轮 测试(一)

 分析:此题过于简单,甚至是一道在网上出现过的陈题,圆内接六边形一出现,条件反射式地反馈出Pascal定理,而后不难发现平行,计算比例线段即可. 另有一个纯导角的位似证法,本质上就是照抄了一下Pascal的纯几何证明,详见图二.

解答:2022年IMO中国国家队选拔(CTST)第一次测试分析与解答

位似证法:

2022年IMO中国国家队选拔(CTST)第一次测试分析与解答

 

 


分析:在某个任给的无穷集中讨论数论问题,常用的一个性质是:模任意一个正整数,都必有其某个剩余类在集合中出现无穷多次,在本问题中亦用到这一性质. 首先的一个自然想法是:如果能挑出子集B,使得B 中任意P个数的和都不是p 的倍数就好了,这样取完算数平均值直接就不是整数了,自然不在A 中.有了这个想法,我们再结合开始提到的性质,会发现如果模p的剩余类中有两个都在A中出现无穷多次,就可以解决问题. 而后讨论只有一个类出现无穷多次的情形,用带余除法表示后,其实可不妨同时减掉余数,再除以p 考虑,而这就相当于模p² , 于是想要在反证的假设下,归纳证明模任意p 的幂都只有一个剩余类出现无穷多次,而后根据这一断言进行构造和说理即可. 此题没有本质难度,但说理略有些繁琐,部分过程可以优化(比如将前面提到的归纳法改成反证法,取最小的反例导出矛盾),这样便可缩短证明长度.

证明:假设结论不成立,也即不存在这样的集合.
我们可先不妨假设 中有无穷多个正整数,否则全部取相反数即可. 且我们删去 中所有的负数,将其变为正整数集,证明此时仍然可举出反例,进而导出矛盾.

 

一道屠场题,貌似没听说有人在考场上做出来. 赋权得到界是自然的,而后的证明则是极为困难. 由于笔者能力有限,这里就不做解释了,直接贴标答吧.

2022年IMO中国国家队选拔(CTST)第一次测试分析与解答

第一个难点大概在于作出标准图,这里先给出一个标准图作法.

2022年IMO中国国家队选拔(CTST)第一次测试分析与解答

2022年IMO中国国家队选拔(CTST)第一次测试分析与解答

其实添出弧AB中点S还算是比较自然的,不过笔者一开始确实没有想到,而是根据边相等的条件先取出了弧BAC中点M,绕了一圈才回来. 思考过程如下:

2022年IMO中国国家队选拔(CTST)第一次测试分析与解答

图中提到的性质,读者自证不难.

可以先取出满足取到最大值的一组复数,然后根据最大性刻画取等,再回过头来计算最值,最后也能得到答案,不过感觉不算很严谨,也懒得写了,这里还是给出标答

2022年IMO中国国家队选拔(CTST)第一次测试分析与解答

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