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IMO 2011 年的第 2 题： 设 $S$ 是平面上包含至少两个点的有限点集，并且其中任意三点不共线。定义一个「风车」过程：直线 $l$ 从 $S$ 中一点 $P$ 开始，绕 $P$ 顺时针旋转，...

使用 dual graph 证明欧拉公式：$V-E+F=2$ 对于一个 connected planar graph $G$，如下图蓝色部分所示，其所对应的 dual graph $G^*$ 则为红色部分： $G^*$ 的每个顶点对应 $G$ 中的每个面...

问题： 想象光滑的地面有两个静止的小滑块，左面有一堵质量无穷大的墙。左边的小滑块质量为 $1$。此时给右边的小滑块一个向左的速度，假设所有的碰撞...

问题： 证明 $1+\dfrac{1}{4}+\dfrac{1}{9}+\dfrac{1}{16}+\cdots=\dfrac{\pi^2}{6}$ 这一问题实际上有多种代数方法证明，但由于公式中出现了 $\pi$，则必定在几何学中可以找到圆来对应。 想象一位观察者站在数轴的原点，...

问题： 在圆上任取 $n$ 个点，将每对点用直线连接，并规定三条线不能交于一点，这些直线会将圆分割成多少份？ 首先我们列出一些简单情况来寻找规律： $2$ 个点...

想象你的麦克风在录制一段由四个纯音同时播放的音频，由于其只能捕捉气压——时间图像，因此最后的结果看起来相当复杂： Pressure-Time 如果给定这样一段音频，该如...

问题： 在球面上随机选择四点组成四面体，问球心落在该四面体内部的概率？ 首先将问题简化，考虑二维情形：在圆上随机选择三点 $P_1, P_2, P_3$ 组成三角形，求圆心...

问题： 一条项链上有 $n$ 种类型的珠宝，每种珠宝的数量均为偶数。问至少需要切几刀，可以将所有珠宝均分？ 首先介绍 Borsuk-Ulam Theorem： 想象一个三维空间中...

问题： 证明 $\dfrac{\pi}{4} = 1-\dfrac{1}{3}+\dfrac{1}{5}-\dfrac{1}{7}+\dfrac{1}{9}-\cdots$ 使用简单的微积分可以得到： $$ \begin{split} 1-\dfrac{1}{3}+\dfrac{1}{5}-\dfrac{1}{7}+\cdots &= \int_0^1 (1-x^2+x^4-\cdots)dx \\ &= \int_0^1 \frac{1}{1+x^2}dx \\ &= \tan^{-1}(1) \\ &= \frac{\pi}{4} \end{split} $$ 我们选择从另外一种方式来得出这个等式，从圆的定义开始。 计算圆内...

问题： 在只考虑重力作用的情况下，一质点从点 A 沿某条曲线到点 B，问怎样的曲线能使所需时间最短？ 这一问题被称为最速降线问题（Brachistoc...