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第3题

给定平面上的两点 OO 和 AA,平面上每一点都被涂成有限种颜色之一。对点 XX,令 C(X)C(X) 为圆心 OO、半径 OX+∠AOXOXOX+\frac{\angle AOX}{OX} 的圆,其中 ∠AOX\angle AOX 用弧度在 [0,2π)\left[0,2\pi\right) 中表示。证明存在一个不在 OAOA 上的点 XX,使得 XX 的颜色也出现在圆 C(X)C(X) 的圆周上。
第 2/6 步:用角度编码后面的圆
通俗地说

角度偏移被选为当前半径乘以半径增量,恰好编码所需的差距。

θi,j=ri(ri+j−ri),0<θi,j<2π\theta_{i,j}=r_i(r_{i+j}-r_i),\quad 0<\theta_{i,j}<2\pi
详细分析

在 Ci\mathcal C_i 上取点 xi,jx_{i,j},使其相对 OAOA 的角为 θi,j\theta_{i,j}。总和的估计保证 θi,j<2π\theta_{i,j}<2\pi,由半径定义便有 C(xi,j)=Ci+jC(x_{i,j})=\mathcal C_{i+j}。