平面上有 $n(n\geqslant 3)$ 个不共线的点 $A_1,A_2,\cdots ,A_n$,在每个点 $A_i$ 旁标注数字 $a_i$($i=1,2,\cdots ,n$).如果一条直线通过这些点中的两个或更多个时,则这些点旁所标注的数字之和为零.证明所有标注的数字都为零.
【难度】
【出处】
2010年全国高中数学联赛新疆维吾尔自治区预赛
【标注】
【答案】
略
【解析】
设平面上 $n$($n\geqslant 3$)个点 $A_1,A_2,\cdots ,A_n$ 旁所标注的数分别为 $a_1,a_2,\cdots ,a_n$,令 $S=a_1+a_2+\cdots +a_n$,过点作 $A_i$ 的直线 $l_{ij}$($j=1,2,\cdots ,m$),使得除 $A_i$ 以外的所有点,在这些直线上仅出现一次.
依题意知,$2\leqslant m\leqslant n-1$,且有$$(m-1)a_i+S=0\cdots \text{ ① }$$故有 $a_i$ 与 $S$ 的符号相反,从而 $a_1+a_2+\cdots +a_n$ 与 $S$ 的符号相反,即$$a_1+a_2+\cdots +a_n=-(a_1+a_2+\cdots +a_n),$$则 $S=0$,再由 ① 得 $a_i=0$.
所以平面上的 $n$ 个点 $A_1,A_2,\cdots ,A_n$ 旁所标注的数字 $a_i$($i=1,2,\cdots ,n$)均为零.
依题意知,$2\leqslant m\leqslant n-1$,且有$$(m-1)a_i+S=0\cdots \text{ ① }$$故有 $a_i$ 与 $S$ 的符号相反,从而 $a_1+a_2+\cdots +a_n$ 与 $S$ 的符号相反,即$$a_1+a_2+\cdots +a_n=-(a_1+a_2+\cdots +a_n),$$则 $S=0$,再由 ① 得 $a_i=0$.
所以平面上的 $n$ 个点 $A_1,A_2,\cdots ,A_n$ 旁所标注的数字 $a_i$($i=1,2,\cdots ,n$)均为零.
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