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第25章 CMO省队集训(1 / 2)

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随后,张建国给每个人发了一厚沓全新的学习资料,然后便宣布:

「从现在开始,大家在教室内自习。这套资料,是我们为这次集训专门编写的,涵盖了CMO的所有核心考点和经典题型。有问题,可以随时到讲台上来,和我一对一交流。」

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教室里立刻响起了翻动纸张的声音。

徐辰也拿起了那份资料。

他粗略地扫了一眼。

第一部分,数论。从同馀理论到二次剩馀,再到高斯整数。

第二部分,组合。从鸽巢原理到容斥原理,再到生成函数和组合恒等式。

这些题目,对于其他队员来说,是需要反覆训练,或者查漏补缺的材料。

但对徐辰而言……

【索然无味。】

之前省赛的时候确实还欠缺这些技巧知识,但是现在的他已经补习过竞赛知识点了,知识点已经覆盖全了。

而且,现在的他,数学天赋已经到了【LV.1】,对数学的理解层次已经再次迎来质变。

所以现在再做这些其实已经是浪费时间了。

他收回思路,拿出了手机,点开了那个熟悉的公众号——「许康桦竞赛优学」。

相比于做这些已经完全掌握的题目,他发现,还是去那个最适合自己的悬赏任务处看看,那边更有意思。

他打开了之前收藏的一道试题。

这是一道被标注为「IMO」级别难度的组合几何题,悬赏金额为300元,发布已经快一周了,下面虽然有几十条讨论,但还没有人能给出让发布者满意的完整解法。

【题目:在一个平面上,给定n≥3个点,其中任意三点不共线。求证:存在一个由其中3个点构成的三角形,其外接圆的内部,不包含任何其他给定点。】

这是一个经典的「空外接圆三角形」存在性问题。

下面的评论区,已经有人给出了常规的解法思路:

「考虑所有点对构成的线段,取其中最短的一条,设为AB。再在剩下的n-2个点中,找到使∠ACB最大的点C,则△ABC即为所求。」

这个思路是正确的,也是竞赛教辅书上的标准答案。

但悬赏的要求,是给出「其他思路的解法」。

徐辰的目光在屏幕上停留了片刻,开始思考起来。

【常规解法,利用的是「最小」和「最大」的极值原理。那麽,是否可以从其他角度入手?】

【比如,凸包?】

【考虑这n个点的凸包。如果能证明凸包的某条边和另一个点构成的三角形满足条件……】

【或者,反证法?假设所有三角形的外接圆内部都包含其他点,能否导出矛盾?】

一个个念头在他脑海中闪过,又被他一一否决。

他很清楚,要从其他视角解决这个问题,本质上考验的是对数学各个分支之间内在联系的深刻洞察力。

【这道题,表面上是一个几何问题,但其内核,却是一个关于「存在性」的组合问题。常规解法是从几何角度出发,用极值来解决。那麽,是否可以反过来,用纯组合的,或者代数的,甚至拓扑的观点来审视它?】

这正是这类问题的难点所在。

对于绝大多数人而言,他们的知识体系是模块化的。几何就是几何,代数就是代数,组合就是组合。他们擅长在各自的模块内,运用熟练的技巧解决问题。

但要让他们进行「跨界」思考,比如用数论的方法去解决一个几何问题,或者用拓扑学的思想去构造一个组合证明,这就超出了他们的能力范围。

这需要一种超越模块化知识的丶对数学整体架构的宏观理解。需要能看到不同分支底层逻辑的共通之处,并搭建起沟通它们的桥梁。

这,正是徐辰在数学等级提升到【LV.1】后,所获得的最宝贵的能力。

【比如,凸包?考虑这n个点的凸包。如果能证明凸包的某条边和另一个点构成的三角形满足条件……这个思路不错,但似乎还是离不开极值。】

【或者,反证法?假设所有三角形的外接圆内部都包含其他点,能否利用这个假设,构造出一个无限递降的点序列或者某种几何结构,从而导出矛盾?这有点像费马的无穷递降法,是数论的思想。】

一个个念头在他脑海中闪过,又被他一一审视丶推演……

那道悬赏的组合几何题,比徐辰想像中要更棘手一些。

他尝试了几种不同的思路,但都发现,想要绕开经典的「极值原理」去给出一个同样简洁优美的证明,似乎总会陷入更复杂的分类讨论,或者需要引入更高级的工具。

徐辰很快意识到了问题所在。

「看来,我现有的知识体系,还是存在一些『盲区』。」

他虽然已经掌握了高中竞赛的所有内容,但面对这种IMO级别的难题,尤其是要求创新解法时,仅仅依靠现有的工具箱,还是有些捉襟见肘。

于是,在接下来二十多天的集训里,徐辰基本上都在学习大学数学知识,用于扩充自己的数学工具箱。

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