高价值数学竞赛!BMO数学竞赛是什么?考试内容是什么?

一、BMO竞赛介绍

BMO竞赛全称British Mathematical Olympiad(英国数学奥林匹克竞赛),是成立于1996年的United Kingdom Mathematics Trust(UKMT)英国数学基金会组织的旗下针对高年级中学生的竞赛项目,也是UKMT旗下难度最大的竞赛项目。

UKMT是英国规模最大的数学竞赛组织单位,每年邀请近1000位左右拥有数学天赋的11-18周岁学生分不同年龄层的各项竞赛,考察学生的数学综合学术实力,是英国最具影响力的数学竞赛,也是英国知名度最高的数学竞赛。其中SMC和BMO是参加最多,难度较大,含金量较高的竞赛。

从2021年开始,ASDAN将UKMT英国系列数学竞赛引入到国内,从2022年开始,中国学生可以直接报名BMO Round 1。

二、晋级路线

SMC、BMO Roun1,BMO Round2,IMO

三、BMO竞赛考察内容

BMO的两轮比赛都是简答题,整体考察6大方面的内容:Geometry几何学、Trigonometry三角学、Functional Equations函数方程、Algebra代数、Number Theory数论以及Combinatorics组合数学。

  • Geometry几何学方面

BMO1中与圆定律相关的内容,例如交错弧定理(Alternate Segment Theorem),是比较重要的。而在BMO2中,除了需要掌握基础的结构认知外,还需要具备一定的几何想象力,比如三角形的4个中心点:外心(circumcentre)、垂心(orthocentre)、内心(incentre)和重心(centroid),以及三角形面积计算的海伦公式(Heron's formula)。

  • Trigonometry三角学:

比如Cosine Rule对余弦规则和Sine Rule全部正弦规则等,知道的越多,越有帮助;

  • Functional Equations函数方程:

要学会灵活应用替换;

  • Algebra代数方面:

对于二次方程(quadratics)以及因式定理(Factor Theorem),需要有深入的理解。此外,在参加BMO2竞赛时,熟练运用柯西-施瓦茨不等式(Cauchy-Schwarz Inequality)可能会非常有用。

  • Number Theory数论:

BMO竞赛中难度较高的领域,大多数问题涉及到方程的整数解。在BMO1中,了解模10算术的规则以及它的扩展内容将非常有帮助。而到了BMO2,除了BMO1的内容外,还需要了解费马小定理(Fermat's Little Theorem)等相关概念和定理。

  • Combinatorics组合数学方面:

对于BMO1来说,了解二项式系数(Binomial Coefficients)的知识即可。而对于BMO2来说,则至少需要掌握鸽子洞原理(Pigeon-hole Principle),它表明如果有n只鸽子和m个鸽洞,并且n大于m,那么至少有两只鸽子必须在同一个鸽洞里。此外,在计数方法的构建过程中,掌握递归关系的概念会非常有帮助。另外,图论(Graph Theory)的相关内容也是有用的思维工具,可以通过顶点和边的表示来解决问题。