国际数学奥林匹克

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国际数学奥林匹克竞赛标志

國際數學奧林匹亞(英語:International Mathematical Olympiad),簡稱IMO,是國際科學奧林匹亞歷史最長的賽事。1934年和1935年,前蘇聯率先在其國內的列寧格勒和莫斯科舉辦中學數學競賽,並把这种数学竞赛和体育竞赛相提并论,冠以「數學奧林匹亞」的名稱,形象地揭示选手间智力较量的过程。

1959年,第1屆IMO於羅馬尼亞舉行,参赛国包括7个东欧国家。自此以来,除了1980年之外,IMO从未中断。随着IMO影响力的不断扩大,参赛国家(或地区)也不断增多,近几年已达约100个,基本包括了中学数学教育水平较高的国家。目前每个参赛国可派出最多6位参赛选手、一名領隊、一名副領隊和觀察員。參賽者必須在比賽時未满20周岁,最高学历为中学,不过每名选手參加IMO的次數没有限制。

自第22届(1981年)起,IMO試卷由6道題目组成,每題7分,滿分42分。賽事分2日進行,每天參賽者有4.5小時來解決3道問題(由上午9時到下午1時30分)。全部題目都是證明題。通常每天的第1題(即第1、4題)最简单,第2題(即第2、5題)中等,第3題(即第3、6題)最困难。理解题面不需要超出公认的中学数学课程范围的知识,但是解题需要懂得很多超出中学课程范围,但是又不属于大学课程的知识。一般分为代數幾何數論組合數學四大类。IMO题目植根于中学数学,但在具体知识方面有所扩展,需要记忆大量定理,方法上有更高要求。一般来说,IMO题目的难度较大,灵活性强,富于智巧。要解決這些問題,一般不需要参赛者具有高等數學知識(例如微积分),但需要参赛者有正确的思維方式,良好的數學素养和基本功,坚韧的毅力以及一定的创造性。原则上,IMO不鼓励选手利用超出中学范畴的数学知识与工具解决问题(但并没有明确限制),并会在确定题目时充分考量这点。

組織管理[编辑]

國際數學奧林匹克的競賽相關事宜,由IMO評審組(IMO Jury)商議決定,IMO評審組在每屆競賽開始時由全體參賽隊伍領隊,以及主辦者委任的主席組成。1980年IMO唯一一屆告吹後,國際數學教育委員會英语International Commission on Mathematical Instruction(ICMI)成立IMO會址委員會(IMO Site Committee),以確保IMO每年都能舉行。此委員會1993年改為IMO顧問委員會(IMO Advisory Board),其後名字改為IMO常設委員會(IMO Board)。IMO常設委員會在兩屆競賽之間協助評審組處理事務,其成員由參賽國家選出。IMO基金會在2011年成立,是一個慈善組織,由IMO常設委員會監管,目的在支持主辦IMO的經費開支。[1][2]

每屆競賽都是由主辦者向其他曾參賽國家及地區發出參賽邀請。欲參賽的新國家,可以向IMO常設委員會提交申請,說明選拔隊員方案。申請若獲得批准,該國會獲邀派出觀察員,了解一屆競賽的運作,再下一屆便能正式獲邀參賽。[3]

選手選拔[编辑]

IMO的參賽國家及地區,一般會設立數個級別的數學競賽,通過一層層的選拔,選出IMO的代表選手。初級的競賽向當地所有學生公開,有興趣者都可以參加,在初級競賽表現優秀者,會獲邀參加更高級的競賽。成績頂尖的國家,通常會為最優秀的學生舉辦集訓營,為時至少一兩個月,從中選出IMO的代表隊隊員。儘管只有很少學生獲選到IMO代表隊中,其實大多數學生都能參與IMO選拔過程中的某些階段。數學好的學生能夠輕鬆應付學校數學,或會產生數學是容易的錯覺,而數學競賽則能使他們受到考驗,要經過一番思考才能完全解決問題,鍛煉解題的耐心和堅持。[4]

比賽過程[编辑]

比賽的擬題方法為除主辦國外的參與國家提供問題和解答,由主辦國組成選題委員會,從提交題目長表(Longlist)中,挑選出預選題目短表(Shortlist),分為代數、組合、幾何、數論四類。各國領隊比隊員早數天抵達,組成評審組(Jury)共同商議出比賽問題及官方答案,並定出試題的IMO官方語言版本,即英語、法語、德語、俄語、西班牙語,再由各領隊把試題翻譯為他們各自語言。預選題目短表中不獲選的題目,各領隊須保密,直至下一屆比賽才公開,以便各參賽國作為訓練和測試之用。

因為領隊事先就知道考試題目,他們在比賽考試結束後才可和參賽者接觸。他們居住於大會安排的酒店,地點不對外公佈。參賽隊員則由副領隊帶領,有時也有觀察員隨行,居住在大學宿舍,比賽完結前不得與外界通訊,包括打電話和上網。大會也為各參與隊伍安排一名導遊照料參賽隊員,向參賽隊員解釋日程和守則,帶領他們往返各場所,以及安排比賽後遊覽活動等。領隊、副領隊和參賽者住宿飲食的開支由大會負擔,觀察員則需自費。

比賽在連續兩天的上午舉行。參賽者可以帶書寫和繪圖文具進入試場,例如圓規和(有刻度的)直尺;不得攜帶書籍、紙、數學表、量角器(自從2000年代初起被禁止)、計算器等。各參賽者會得到最多三種語言版本的試題。因為比賽時間長,參賽者會獲得提供水和少量零食。在每日競賽的首半小時,參賽者可以用書面提問,由評審組決定如何回應。

比賽後有兩天批改答卷。每一題由各國領隊和副領隊及主辦國指定的協調員評改,商議出最後分數。領隊為參賽者向協調員盡量爭取分數,若他們未能達成一致結果,則交由主試委員會仲裁。最後定出金銀銅的分數線,於比賽閉幕禮頒獎。

獎項[编辑]

參賽者會依其個人成績排先後次序。獎牌分數線由評審組按以下準則決定:

  • 全部參賽者中首1/12得金牌
  • 全部參賽者中之後2/12得銀牌
  • 全部參賽者中之後3/12得銅牌

獲獎牌的參賽者一般不可以多於全體參賽者數目的一半,但假如嚴格執行會令獲獎牌者的比例明顯低於一半,評審組也可以決定讓多於一半參賽者獲獎牌。

1988年起,未能取得獎牌但在某一題目滿分的參賽者可獲優異獎(Honourable Mention)。設立優異獎,是因為有些新加入的隊伍,有部分選手也有很好的數學天賦,但是他們未得到如傳統強隊般的高質素訓練,以致他們未能充份發揮潛能,優異獎能給他們鼓勵,而且這些新隊伍如果能獲得獎項,可以說服其政府資助他們繼續參與IMO。[5](最初三屆曾有用分數線決定的優異獎,其後取消。)

特別獎會給予使用了精妙的解法或將問題推而廣之的參賽者。這個獎項直至80年代早期經常出現,最近一次於2005年出現,得獎者是一位摩爾多瓦選手,對上兩次是1995年及1988年,兩屆都有一位保加利亞選手得獎。

競賽沒有設立任何團體獎項,但會有非正式的團體總分排名。

历届赛事[编辑]

Four boys, in their late teens, wearing shirts, ties and blazers, standing in a line. The two on the left are white, while the two on the right are of oriental origin
於2001年参加數學競賽的四名狀元。從左到右分別為:加布里埃爾·卡羅爾英语Gabriel Carroll瑞德·巴頓英语Reid W. Barton(美國),張志強及梁晓(中國)

第一屆国际数学奥林匹克IMO)於羅馬尼亞舉行,由羅馬尼亞數學物理科學學會主辦,邀請鄰國參加。其後除了在1980年因蒙古內亂而停辦外,每年都會舉辦国际数学奥林匹克。

從第一屆起,競賽都是連續兩日舉行,最初四屆形式尚在摸索:競賽時間逐漸增加,第一屆每日三小時,第二屆首日三小時,次日四小時,第三屆兩日都是四小時,而第四屆首日四小時,次日五小時;題數方面,第一屆和第三屆都是每日三題,而第二屆和第四屆都是首日三題,次日四題。第四屆的結果顯示一日四題太多,五小時也太長,於是其後定為每日三題,各四小時,一直到1979年。[6] [7] [8] [9]1979年以前,各題分數在5至8分之間,總分在40至46分之間,自1972年至1979年總分維持在40分。1981年開始,競賽轉為現時形式:每日四小時三十分,每題7分,總分42分。[10]

由於該競賽原本是為了在東方集團的影響下的華沙條約組織東歐國家而創辦,[11]早期競賽都是在東歐國家舉行,1976年首次移師至東歐之外的奧地利,也是首個主辦的非社會主義國家,其後漸漸地擴展至其他國家。[12]歐洲以外的各大洲首個舉辦城市為:

  1. 北美洲:美國華盛頓特區(1981年)
  2. 大洋洲:澳大利亞坎培拉悉尼(1988年)
  3. 亞洲:中國北京(1990年)
  4. 南美洲:阿根廷馬德普拉塔(1997年)
  5. 非洲:南非開普敦(2014年)
Ten people facing forward, in two lines of five. In the front row are five boys in their late teens. Behind them are four adults, and one person who appears to be in his late teens.
於2009年参加數學競賽的孟加拉國代表隊

第一屆的競賽中有七個國家參與——包括保加利亞捷克斯洛伐克東德匈牙利波蘭羅馬尼亞蘇聯,以主辦國為首名。[13]1963年,第八個國家南斯拉夫加入;1964年,新增了第一個東歐以外的參賽國蒙古;1965年,第十個國家芬蘭加入,是第一個參賽的西歐國家,之後數年其他西歐國家陸續加入。參與國家的數目自此增加了:1969年時有14個,1989年時有50個,2009年時有104個。[14]歐洲以外的各大洲最早參賽隊伍為:

  1. 亞洲:蒙古(1964年)
  2. 北美洲:古巴(1971年)
  3. 非洲:阿爾及利亞(1977年)
  4. 南美洲:巴西(1979年)
  5. 大洋洲:澳大利亞(1981年)
Six boys, standing on a line, all wearing white tops with red logos on their chest. They are holding a red, blue and white striped flag, which features a prominent crown and coat of arms.
於2010年参加數學競賽的塞爾維亞代表隊

朝鲜是唯一曾被發現作弊的國家,導致該國於1991年的第32屆競賽及2010年的第51屆競賽被取消資格。[15]不過,2010年的事件存在爭議。[16][17]偶然也有個別選手違規或作弊而被評審組判零分或取消資格,但事件不會公布。[18][19]

中國香港代表隊自1988年參加競賽,但是多年來政府從不支持參賽。2002年,國際數學奧林匹克香港委員會主席岑嘉評透露,香港是所有參賽國家及地區中,唯一一支沒有政府資助的代表隊,全部導師都是義務,經費則由委員會獨力籌募。直至2001年,香港政府才開始資助參賽學生的機票費用,再過幾年才開始支援培訓。資源缺乏限制了香港學生的培訓及表現。[20]香港兩次舉辦競賽,籌募經費都遇上很大困難,第一次1994年港英政府不予資助,第二次2016年特區政府只給予少量資助。

2011年1月,谷歌捐贈了1百万歐元給国际数学奥林匹克協會以資助2011年至2015年的競賽。[21]

2020年因應新冠疫情,原本在聖彼得堡的競賽由2020年7月延後至2020年9月舉辦[22]。2020年和2021年由俄羅斯主辦的競賽以線上形式舉行,2022年由挪威主辦的競賽以線下和線上混合形式舉行(線上參賽隊伍有中國隊、中國香港隊、中國澳門隊、蒙古隊,及俄羅斯的參賽者)。

因為2022年俄烏軍事衝突,俄羅斯的國際數學奧林匹克成員資格被暫停。2022年和2023年俄羅斯選手須以個人名義參加,並且只能在線上參賽,不過仍然可以獲得參賽證書和獎牌。參賽隊伍數目不包括俄羅斯的個人參賽者。[23]

關於早期競賽的日期和地點,一些來源或會有不同的記錄,這可能是因為住宿和競賽的地點有分別,領隊和學生在不同日期到達等。

以下是历届国际数学奥林匹克的比赛时间和地点:[14]


# 舉辦城市 年份 日期[14] 首名[24] 第二名 参赛队伍数 選手數 參考
罗马尼亚社会主义共和国 布拉索夫布加勒斯特 1959 7月21日 – 7月31日  羅馬尼亞  匈牙利 7 52 [25]
罗马尼亚社会主义共和国 錫納亞 1960 7月18日 – 7月26日  捷克斯洛伐克  匈牙利
 羅馬尼亞
5 39 [25]
匈牙利 維斯普雷姆 1961 7月6日 – 7月16日  匈牙利  波蘭 6 48 [25]
捷克斯洛伐克 捷克布傑約維采 1962 7月7日 – 7月15日  匈牙利  蘇聯 7 56 [25]
波兰 華沙弗羅茨瓦夫 1963 7月5日 – 7月13日  蘇聯  匈牙利 8 64 [25]
苏联 莫斯科 1964 6月30日 – 7月10日  蘇聯  匈牙利 9 72 [25]
东德 東柏林 1965 7月3日 – 7月13日  蘇聯  匈牙利 10 80 [25]
保加利亚 索菲亞 1966 7月1日 – 7月14日  蘇聯  匈牙利 9 72 [25]
南斯拉夫 采蒂涅 1967 7月2日 – 7月13日  蘇聯  民主德國 13 99 [25]
10  苏联 莫斯科 1968 7月5日 – 7月18日  民主德國  蘇聯 12 96 [25]
11  罗马尼亚社会主义共和国 布加勒斯特 1969 7月5日 – 7月20日  匈牙利  民主德國 14 112 [25]
12  匈牙利 凱斯特海伊 1970 7月8日 – 7月22日  匈牙利  民主德國
 蘇聯
14 112 [25]
13  捷克斯洛伐克 日利納 1971 7月10日 – 7月21日  匈牙利  蘇聯 15 115 [25]
14  波兰 托倫 1972 7月5日 – 7月17日  蘇聯  匈牙利 14 107 [25]
15  苏联 莫斯科 1973 7月5日 – 7月16日  蘇聯  匈牙利 16 125 [25]
16  东德 艾福特東柏林 1974 7月4日 – 7月17日  蘇聯  美國 18 140 [25]
17  保加利亚 布爾加斯索菲亞 1975 7月3日 – 7月16日  匈牙利  民主德國 17 135 [25]
18  奥地利 利恩茨 1976 7月7日 – 7月21日  蘇聯  英国 18 139 [25]
19  南斯拉夫 貝爾格萊德 1977 7月1日 – 7月13日  美國  蘇聯 21 155 [25]
20  罗马尼亚社会主义共和国 布加勒斯特 1978 7月3日 – 7月10日  羅馬尼亞  美國 17 132 [25]
21  英国 倫敦 1979 6月30日 – 7月9日  蘇聯  羅馬尼亞 23 166 [25]
  1980年的國際數學奧林匹克原定舉辦於蒙古,但因內亂而取消,分拆出兩個於歐洲舉行的非正式小型競賽。[a][27]
22  美國 華盛頓哥倫比亞特區 1981 7月8日 – 7月20日  美國  聯邦德國 27 185 [25]
23  匈牙利 布達佩斯 1982 7月5日 – 7月14日  聯邦德國  蘇聯 30 119 [25]
24  法國 巴黎 1983 7月1日 – 7月12日  聯邦德國  美國 32 186 [25]
25  捷克斯洛伐克 布拉格 1984 6月29日 – 7月10日  蘇聯  保加利亚 34 192 [25]
26  芬兰 約察 1985 6月29日 – 7月11日  羅馬尼亞  美國 38 209 [25]
27  波兰 華沙 1986 7月4日 – 7月15日  美國
 蘇聯
37 210 [25]
28  古巴 夏灣拿 1987 7月5日 – 7月16日  羅馬尼亞  聯邦德國 42 237 [25]
29  澳大利亚 悉尼坎培拉 1988 7月9日 – 7月21日  蘇聯  中國
 羅馬尼亞
49 268 [25]
30  西德 布倫瑞克 1989 7月13日 – 7月24日  中國  羅馬尼亞 50 291 [25]
31  中国 北京 1990 7月8日 – 7月19日  中國  蘇聯 54 308 [25]
32  瑞典 錫格蒂納 1991 7月12日 – 7月23日  蘇聯  中國 56 318 [25][b]
33  俄罗斯 莫斯科 1992 7月10日 – 7月21日  中國  美國 56 322 [25]
34  土耳其 伊斯坦堡 1993 7月13日 – 7月24日  中國  德國 73 413 [25]
35  香港 英屬香港[c] 1994 7月8日 – 7月20日  美國  中國 69 385 [25]
36  加拿大 多倫多 1995 7月13日 – 7月25日  中國  羅馬尼亞 73 412 [28]
37  印度 孟買 1996 7月5日 – 7月17日  羅馬尼亞  美國 75 424 [29]
38  阿根廷 馬德普拉塔 1997 7月18日 – 7月31日  中國  匈牙利 82 460 [30]
39  臺灣地區 台北 1998 7月10日 – 7月21日  伊朗  保加利亚 76 419 [31]
40  羅馬尼亞 布加勒斯特 1999 7月10日 – 7月22日  中國
 俄羅斯
81 450 [32]
41  大韩民国 大田广域市 2000 7月13日 – 7月25日  中國  俄羅斯 82 461 [33]
42  美國 華盛頓哥倫比亞特區 2001 7月1日 – 7月14日  中國  俄羅斯
 美國
83 473 [34]
43  英国 格拉斯哥 2002 7月19日 – 7月30日  中國  俄羅斯 84 479 [35]
44  日本 東京 2003 7月7日 – 7月19日  保加利亚  中國 82 457 [36]
45  希腊 雅典 2004 7月6日 – 7月18日  中國  美國 85 486 [37]
46  墨西哥 梅里達 2005 7月8日 – 7月19日  中國  美國 91 513 [38]
47  斯洛文尼亚 盧布爾雅那 2006 7月6日 – 7月18日  中國  俄羅斯 90 498 [39]
48  越南 河內市 2007 7月19日 – 7月31日  俄羅斯  中國 93 520 [40]
49  西班牙 馬德里 2008 7月10日 – 7月22日  中國  俄羅斯 97 535 [41]
50  德国 不來梅 2009 7月10日 – 7月22日  中國  日本 104 565 [42]
51  哈萨克斯坦 阿斯塔納 2010 7月2日 – 7月14日  中國  俄羅斯 95 522 [43]
52  荷兰 阿姆斯特丹 2011 7月12日 – 7月24日  中國  美國 101 563 [44]
53  阿根廷 馬德普拉塔 2012 7月4日 – 7月16日  韩国  中國 100 547 [45]
54  哥伦比亚 聖瑪爾塔 2013 7月18日 – 7月28日  中國  韩国 97 527 [46]
55  南非 開普敦 2014 7月3日 – 7月13日  中國  美國 101 560 [47]
56  泰国 清邁 2015 7月4日 – 7月16日  美國  中國 104 577 [48]
57  香港 香港 2016 7月6日 – 7月16日  美國  韩国 109 602 [49]
58  巴西 里約熱內盧 2017 7月12日 – 7月23日  韩国  中國 111 615 [50]
59  羅馬尼亞 克卢日-纳波卡 2018 7月3日 – 7月14日  美國  俄羅斯 107 594 [51]
60  英国 巴斯 2019 7月11日 – 7月22日  中國
 美國
112 621 [52]
61  俄罗斯聖彼得堡 2020 9月19日 – 9月28日  中國  俄羅斯 105 616 [53]
62  俄罗斯聖彼得堡 [d] 2021 7月14日 – 7月24日  中國  俄羅斯 107 619 [56]
63  挪威奧斯陸 2022 7月6日 – 7月16日  中國  韩国 104 589 [57]
64  日本 千葉 2023 7月2日 – 7月13日  中國  美國 112 618 [58]
65  英国 巴斯 [e] 2024 7月11日 – 7月22日
66  澳大利亚 待定 2025
67  中国 上海 2026
68  匈牙利 待定 2027
  1. ^ 一個在芬蘭瑪麗港舉行,另一個在盧森堡梅爾施舉行。[26]
  2. ^ 1991年為蘇聯參與的最後一年。自1992年起,前蘇聯國家(包括俄羅斯)要獨立參加競賽。
  3. ^ 當時香港尚未回歸中華人民共和國
  4. ^ 2021年IMO原定於美國華盛頓哥倫比亞特區舉行。美國在2019冠狀病毒病疫情爆發後幾個月,因疫情令資金出現問題而放棄主辦權。俄羅斯答允連續再辦一屆。[54][55]
  5. ^ 2024年IMO原定在烏克蘭基輔舉行,因2022年俄烏軍事衝突,改變舉辦地,由2019年IMO主辦地英國巴斯再次舉辦。[59]

從1959年至1981年,每隊派隊員8名,1982年派4名,1983年起派6名。

奖牌表(1959年-2023年)[编辑]

目前历史上成绩最好的十个国家如下:[60]

排名 国家 出现次数 金牌 银牌 铜牌 荣誉奖
1  中國 38 180 36 6 0
2  美國 49 146 119 30 1
3  俄羅斯 31 111 63 12 0
4  韩国 36 93 79 28 7
5  匈牙利 63 86 171 115 10
6  羅馬尼亞 64 85 154 110 7
7  蘇聯[n 1] 29 77 67 45 0
8  越南 47 69 115 82 2
9  保加利亚 64 57 127 119 14
10  英国 56 54 121 130 18

米爾扎哈尼獎[编辑]

為了鼓勵女生參與數學奧林匹克,2017年在巴西舉行的國際數學奧林匹克,主辦者設立了「奧林匹克女生IMPA獎」,以巴西的奧林匹克女生運動和純數學與應用數學國家研究所為名,給予來自各大洲最高分的女參賽者。這屆競賽舉行期間,菲爾茲獎首名女性得主,曽在國際數學奧林匹克獲得兩面金牌和一次滿分的瑪麗安·米爾札哈尼不幸病逝,因此從次年競賽開始,獎項命名為「米爾札哈尼獎」以作紀念。此獎項為各屆主辦者自行頒發,不是競賽正式獎項,尚未列入競賽規則內。[61][62]

名稱問題[编辑]

由於本競賽的名稱中帶有「奧林匹克」,而「奧林匹克」「奧林匹亞」的名稱都由國際奧委會擁有專用權,在中國受到《奧林匹克標誌保護條例》保護,因此曾引起競賽相關商品名稱會否構成侵犯奧林匹克標誌專用權的疑慮。中国国家工商行政管理总局商标局對此問題回覆指,「國際數學奧林匹克」等中學生學科競賽,都是有長期歷史的世界性大型競賽,並且與奧運會及其標誌有明顯區別,因此「奧林匹克」名稱與「數學」等學科名連用,並不構成侵犯專用權的行為。[63]

有些其他競賽的名稱中帶有「國際數學奧林匹克」,但有可能與本競賽並無任何關連。

注释[编辑]

  1. ^ 苏联最后一次参加国际数学奥林匹克是在 1991 年。从 1992 年开始,前苏联国家(包括俄罗斯)分开参与。[24]

参考文献[编辑]

  1. ^ History. International Mathematical Olympiad Foundation. [2023-08-23]. (原始内容存档于2023-09-23). 
  2. ^ Charitable and Legal Status. International Mathematical Olympiad Foundation. [2023-08-23]. (原始内容存档于2023-09-23). 
  3. ^ Procedure to be followed by a new country wishing to take part in the International Mathematical Olympiad (PDF). IMO. [2023-08-28]. (原始内容存档 (PDF)于2023-03-27). 
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外部連結[编辑]