📜 IMO 2026 第 4 题(单于与木兰)完整题面说明
单于(Shan-Yu)和木兰(Mulan)在玩一个游戏。设 α(或 θ)为已知角度,满足 0° < θ < 180°,双方均已知 θ。
初始时,单于制作一个任意尺寸的纸质三角形 T。然后,他们重复执行以下步骤:
- 若 T 中至少有一个内角恰好等于 θ,则游戏结束,木兰获胜;
- 否则,木兰在 T 的边界上选择一个不同于三个顶点的点 P,并沿着点 P 到其对顶点的连线进行直线剪切,将 T 剪成两个三角形(T1 与 T2);
- 单于弃置这两个三角形中的一个,剩下的另一个三角形成为新的 T。
核心提问:对于哪些实数 θ 的值,无论单于如何应对,木兰都能保证在有限步内获得胜利?
💡 常见误区:为什么包含大于 45° 的角不能直接获胜?
疑问:如果三角形里有一个 60° 角(> 45°),木兰把它切成 45° + 15°,不就产生 45° 了吗?
解答:不能!因为单于有选择权!单于会弃置 45° 的 T₁,保留只含 15° 的 T₂,木兰无法获胜。
绝杀死局的定义:木兰必须切出使 T₁ 和 T₂ 两边都必含 45° 角(如平分 90° 成 45° + 45°),单于留哪边都是死局。
💡 进阶思考:如果三角形里出现了 1.5θ 的角该怎么构造与破解?
分析:1.5θ 的系数是 1.5(非整数),依然是一个安全角(如 θ=45° 时 1.5θ = 67.5°)。若切成 1θ + 0.5θ,单于会弃置 1θ 那一半,保留 0.5θ 逃脱。
破解法:木兰无需处理 1.5θ!直接作顶点高线,在底边切缝处直接创造出两个 90° 直角(即 2θ 危险倍数角!),平分 90° 即可启动死局。