出征的日子來了。
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十一月十二日,清晨。
臨安國際機場的出發大廳裡,浙江省cmo代表隊的25名隊員。
這是徐辰第一次坐飛機。
帶隊的張建國顯然經驗豐富,將整個登機流程安排得井井有條。
徐辰坐在靠窗的位置,感受著飛機在跑道上加速時傳來的強烈推背感,以及最終掙脫大地束縛丶衝上雲霄時的輕微失重。
這種新奇的體驗,讓他的註意力在窗外停留了大約十分鐘。
十分鐘後,當飛機進入平流層,窗外的景色隻剩下了一成不變的藍天和白雲時,新鮮感迅速褪去。
無聊,開始悄然滋生。
徐辰的思維,自然而然地,飄回到了一直在思考的那道數學題上。
那道懸賞300元的組合幾何題。
【證明:存在一個由其中3個點構成的三角形,其外接圓的內部,不包含任何其他給定點。】
【常規解法利用了『極值原理』,其本質是『緊致性』。】
【那麽,能否繞開這種分析學的思路,用更純粹的組合或者幾何方法來證明?】
他的大腦,開始在冇有草稿紙的情況下,進行「空想」推演。
【假設,我們對這n個點進行一種『生長』過程。想像每個點都是一個圓心,初始半徑為0,然後所有圓以相同的速度,同步開始擴大半徑……】
【這個過程,就像在平靜的水麵上同時投入n顆石子,激起n個不斷擴大的同心圓漣漪。】
【當某兩個圓的漣漪第一次相切時,連接它們的圓心,得到一條線段。這條線段的垂直平分線,就是這兩個點『勢力範圍』的分界線。】
【當某三個圓的漣漪第一次同時交於一點時,連接它們的圓心,得到一個三角形……這個交點,就是這個三角形的外心!】
一個全新的丶基於「維諾圖」和「德勞內三角剖分」思想的雛形,在他的腦海中,緩緩構建起來。
【這個由『第一次相交』的三個點構成的三角形,它的外接圓內部,不可能包含其他點。因為如果包含,那個被包含的點所對應的圓,必然會更早地與這三個圓中的某一個相交。這就與『第一次』相矛盾了!】
【這個思路似乎可行,但需要嚴格的數學語言來證明……】
兩個小時的航程,轉瞬即逝。
當他們走出武漢天河機場,一股與臨安截然不同的丶略帶濕冷的空氣撲麵而來。
cmo的承辦方——武鋼三中派來了大巴車接站。
領隊老師帶領著隊員們,順利入住安排好的宿舍。
……
第二天,是開幕式。
在武鋼三中那足以容納千人的大禮堂裡,來自全國31個省丶市丶自治區的510名頂尖數學少年,齊聚一堂。
冗長但必要的領導講話,讓徐辰對cmo有了更清晰的認識。
一位來自組委會的領導站在臺上,聲音洪亮而嚴肅:
「同學們,首先歡迎大家來到英雄的城市武漢,參加本年度的中國數學奧林匹克,也就是cmo。在座的各位,都是從全國數百萬高中生中脫穎而出的佼佼者,你們代表了中國中學生數學的最高水平。」
「在這裡,我要向大家詳細介紹一下cmo的賽製和意義。cmo不僅僅是一場考試,它更是一場選拔。它的全稱,叫做『全國中學生數學冬令營』。『冬令營』這三個字,就說明了它的本質——集訓和選拔。」
「本次冬令營,為期五天。核心是明後兩天的兩場考試。每場考試,從上午八點到中午十二點半,持續四個半小時,你們需要解答三道大題。這六道題,將全麵考察你們在代數丶幾何丶數論丶組合這四大領域的知識深度和創新能力。」
「根據你們的總成績,我們將評選出金丶銀丶銅牌。獲獎比例大約在70%左右,也就是說,在座的大部分同學,都能帶著獎牌回家。但是,獎牌的成色,將決定你們未來的道路。銅牌,是對你們進入全國決賽的肯定;銀牌,將為你們敲開頂尖大學自主招生的大門;而金牌,則意味著你們將站上金字塔的頂端。」
「每年的金牌數量並不固定,但通常在百枚左右,上下浮動。這意味著,你們需要在510名頂尖高手中,排進前20%,才能確保一枚金牌。競爭,將會非常激烈。」
「而金牌,還不是終點!」領導的語氣加重了,「在所有金牌選手中,總分排名前六十位的同學,將被直接選入國家集訓隊!這,才是cmo的真正目的!」
「進入國家集訓隊,你們將接受國內最頂尖的教練團隊的指導,並經過兩輪更為嚴苛的考試選拔,最終,決出六位最優秀的選手,組成中國國家隊,代表我們的國家,去參加明年的imo——國際數學奧林匹克競賽!」
「從省賽,到國賽cmo,再到國際賽imo,這才是每一位數學競賽人所追求的丶完整的大滿貫之路!你們的戰場,不僅僅是這張試卷,你們的目標,是星辰大海,是為國爭光!」
這番話,讓臺下的少年們熱血沸騰。
開幕式的壓軸環節,是一位頭發花白丶精神矍鑠的數學院士的演講。當這位院士走上臺時,徐辰明顯感覺到,身邊的帶隊老師們,甚至會場的工作人員,都下意識地挺直了腰板,眼神裡充滿了敬意。
徐辰第一次親眼見到院士,那種不怒自威的學術氣場,那種寥寥數語便能將深奧的數學思想講得深入淺出的功力,讓他真切地感受到了「泰鬥」二字的分量。
整個過程,莊重而又充滿了儀式感。光是講話與合影留念,就占去了一整個上午。
下午,則是熟悉考場和校園自由交流。
……
當天晚上,張老師再一次將所有隊員召集到會議室,進行最後的戰前動員。
「明天早上,七點準時起床,七點半再去一號食堂吃早餐,不許遲到!」
「八點鐘,我們準時從宿舍出發,步行前往考場。身份證丶準考證,今天晚上就給我放到文具袋裡!」
「考完之後,不要在考場逗留,直接回到酒店大堂碰頭,我會在這裡等你們。不許討論題目!」
張老師事無巨細地強調著每一個細節,讓隊員們緊張的心情,也平複了不少。
會議結束後,徐辰回到了自己的宿舍。
因為浙江隊是25人,單出了一個,徐辰便主動申請了單間宿舍。對於這位滿分狀元,張老師自然也是有求必應。
徐辰洗漱完畢,躺在床上,卻毫無睡意。
他又想起了那道組合幾何題,以及自己在飛機上構建的那個「圓生長」模型。那個直觀的丶物理圖像般的思路,始終在他腦海中盤旋,讓他心癢難耐。
他翻身下床,拿出草稿紙,開始將那個模型,轉化為嚴謹的數學語言。
【設點集為p={p?,p?,...,p?}。對於平麵上任意一點x,和任意一個p?∈p,定義一個距離函數d(x,p?)。】
【現在,考慮一個『時間』變量t≥0。對於每一個點p?,我們可以定義一個以它為圓心,半徑為√t的閉圓盤b(p?,√t)。】
【我的思路是,找到第一個『時間點』t?,使得某三個圓盤b(p?,√t?),b(p?,√t?),b(p?,√t?)恰好交於一點。這個交點,就是△p?p?p?的外心。】
筆尖在紙上飛速地劃過,一個個符號,一行行推導,讓那個模糊的思路,變得越來越清晰。
【問題在於,如何嚴格證明這個『第一次』相交的時刻t?一定存在,並且是唯一的?】
【這涉及到連續性的問題。可以構造一個函數g(t)=min_{i≠j≠k}r(p?,p?,p?),其中r是三個點的外接圓半徑。當t增加時,這個函數……】
他的思路在這裡卡住了。
他感覺自己已經抓住了問題的核心,就像一個登山者,已經看到了山頂的旗幟,甚至能感受到山頂的風。但腳下,卻隔著一道看不見的丶深不見底的裂縫。
他需要一座橋梁,一個關鍵的引理,或者一個巧妙的轉換,來跨過這道裂縫。
他嘗試了反證法,假設在t?時刻,外接圓內部包含了另一個點p?。這意味著|x?-p?|<|x?-p?|,其中x?是外心。這似乎能導出矛盾,但推導過程卻異常繁瑣,並且涉及到了複雜的幾何不等式。
【不對,一定有更簡潔的方法。】
他看著草稿紙上那堆複雜的符號,感覺自己似乎走偏了方向。
他看了一眼手機上的時間,已經快十一點了。
【算了,明天還要考試。】
他深吸一口氣,強行中斷了推導,將那張寫滿了符號的草稿紙,小心地夾進了書裡。
收起雜念,關燈,睡覺。