简评国际数学奥林匹克IMO史上五大难题

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简评国际数学奥林匹克IMO史上五大难题

2023-03-20 15:42| 来源: 网络整理| 查看: 265

先贴图,稍后补充简评。

IMO的数学难题很多,这里只取五道题,主要依据个人偏好:题目有趣,解答构思巧妙,避免冗长的推导论证。同时覆盖代数,几何,数论和组合四个大类。

1988IMO第6题:数论。当年主试委员会无人做出,提交给东道主澳大利亚的几位数论专家,4.5小时内无人触及问题实质。下面是比赛时特别奖获得者的解法。

简评:由于专家们在规定时间内谁也没做出来,所以这道题成为了传奇。比赛中,有十几位选手做出,但是三朝IMO元老tao没有做出来。

2002IMO第6题:几何。一道优美的整体解法组合几何试题,所以收录之。2006-6和2011-6也是不错的几何题。

简评:不论是代数不等式,还是几何不等式,找到关键的参照放缩尺子可以极大简化证明。我看中本题解答的一个原因是整体性之证明,在数学中能出现整体性证明是很优美愉快的事情。也正是因为这个原因,本题挤掉了另外两个候选者。

2007IMO第6题:代数。下面的精彩偏差分解法的主要想法出自德意志斯坦的小太阳Peter Scholze。

简评:经过考证,上述解法的原创思路出自Scholze,想法漂亮!!

但是,在我印象中,2007年IMO没有评出特别奖。推测可能与一个争议有关,本题实质是下述著名论文的一个引理

上述论文之前在Mathlinks论坛上传阅,有的参赛选手看过,包括Scholze。但是小太阳的解法比论文中的归纳法更漂亮些,个人观点。

2011IMO第二题:几何。下面的解答是网友想到的,主要类比了连续函数介值定理数学思想。

简评:这种组合题是中国队的软肋,可能与我国教练员的偏好有关,从而影响了参赛选手。本题解答突破口就在于引理or类似想法。通过变号来缩小讨论范围,这种讨论可以比喻成离散介值定理。rdfz历史上最强选手就折在本题上了,错过了perfect,留下了些许遗憾。

2017IMO第三题:神奇的魔法隐形兔子,IMO历史上最难试题。下面的解法由国家队教练组瞿振华(刘若川的国家队队友)提供。

简评:关于本题,参赛选手中有2人得到满分7分,1人得5分,1人得4分,3人得1分。本题其余全是0分,包括中国队。下面是我个人写的评注,基于俄罗斯那位777700选手的解答思路,文章比较啰嗦,但核心概念是两个(我的观点):

一、循环节N.

二、最大方向偏差角.

理解了上述两个概念,就不难理解隐形膜法兔子的直线前进与操控策略了。

总结:以上五道IMO试题简评完毕,更多的思考留给读者吧。与高中物理竞赛不同,高中数学竞赛与大学数学差距太远,是一个独特的存在。客观说,高中数学竞赛那些内容也很难启迪大学数学学习。但抛开技术性因素,从数学思想上还是有很多借鉴地方。在艺术上,高中数学竞赛可以称作艺术体操。技术层面,CMO乃至集训队的试题并不比IMO试题简单,但是艺术层面or数学品味上,我们与其还是有差距的。

也许正因为奥数被吐槽,所以在网剧《你好,旧时光》里,编剧安排数学女孩余周周同学pk师大附中踢馆赛中,解答的是一道微积分试题,而不是奥数题。



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