2010 AIME I 第 8 题
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8.
对实数 ,令 表示小于或等于 的最大整数。设 表示坐标平面中所有满足 的点 组成的区域。区域 完全包含在一个半径为 的圆盘中(圆盘是圆及其内部的并集)。 的最小值可写成 ,其中 和 是整数,且 不被任何质数的平方整除。求 。
For a real number let denote the greatest integer less than or equal to Let denote the region in the coordinate plane consisting of points such that The region is completely contained in a disk of radius (a disk is the union of a circle and its interior). The minimum value of can be written as where and are integers and is not divisible by the square of any prime. Find
答案:132
解答:
因为 和 是平方和为 的整数,所以数对 是以下 对之一: 因此 是以这些点为左下角的 个单位正方形的并集。
令 为 的闭包。任何包含 的闭圆盘也包含 所以两者的最小包围半径相同。映射 会置换 中的闭单位正方形,所以 关于 旋转 对称。若 其对点 也在 中。任何同时包含线段 两个端点的圆盘,半径至少为 因此任何包围圆盘的半径都不小于 到 的最大距离。
这个最大距离在正方形顶点处取得,例如 和 检查十二个闭正方形的所有顶点可得 以 为圆心、以此为半径的圆盘包含每个正方形,所以达到下界。
因此最小半径为 且
Since and are integers whose squares sum to the pair is one of the pairs So is the union of the unit squares whose lower-left corners are these points.
Let be the closure of Any closed disk containing also contains so the two sets have the same minimum enclosing radius. The map permutes the closed unit squares in so is symmetric under rotation about If its opposite point also lies in Every disk containing both endpoints of has radius at least Thus no enclosing disk can have radius smaller than the greatest distance from to
That greatest distance is attained at square corners such as and and checking the corners of all twelve closed squares gives The disk centered at with this radius contains every square, so it attains the lower bound.
Hence the minimum radius is and
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