2026 AIME II 第 3 题
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3.
设 是一个非凸五边形,内角满足 且 。已知 、、,并且 点 、、 都在直线 的同一侧。还已知 是整数,,且五边形 的面积是 的整数倍。求 可能取值的个数。
Let be a nonconvex pentagon with internal angles and Suppose that and points and lie on the same side of line Suppose further that is an integer with and the area of pentagon is an integer multiple of Find the number of possible values of
答案:503
解答:
令 、,使五边形在直线 上方,并设 。 和 处的直角使 与 竖直:,,其中 。在 处,边 与向下的射线 成 角并进入五边形,所以 。类似地,在 处,边 与向下的射线 成 角,所以 ,其中 。比较坐标得 ,。此时 处的内角是反角 (角和 ),且 自动成立。
对 、、、、 用鞋带公式,面积为 条件 化为 ,也就是 。为了使 与 、 严格在直线 的同一侧,需要 。
所以 取 ,共有 个值。
Place and with the pentagon above line and write The right angles at and make and vertical: and with At the side makes a angle with the downward ray heading into the pentagon, so Similarly at the side makes a angle with the downward ray so where Matching coordinates gives and The interior angle at is then the reflex angle (angle sum ), and automatically.
The shoelace formula on gives area The condition reduces to that is, For to lie strictly on the same side of line as and we need
So runs over which is values.
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