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番外 · 题谱 · 1999 · P3

1999 APMO 第 3 题

几何 · P3/P6 · 压轴题

题面据 APMO 可核档案整理;中文题意为本站自译,公式请以原始来源为准。

APMO 1999 P3 geometry

Let Γ1\Gamma_{1} and Γ2\Gamma_{2} be two circles intersecting at PP and QQ. The common tangent, closer to PP, of Γ1\Gamma_{1} and Γ2\Gamma_{2} touches Γ1\Gamma_{1} at AA and Γ2\Gamma_{2} at BB. The tangent of Γ1\Gamma_{1} at PP meets Γ2\Gamma_{2} at CC, which is different from PP and the extension of APA P meets BCB C at RR. Prove that the circumcircle of triangle PQRP Q R is tangent to BPB P and BRB R.

Γ1\Gamma_{1}Γ2\Gamma_{2} 为相交于 PPQQ 的两个圆。 Γ1\Gamma_{1}Γ2\Gamma_{2} 的公切线(更接近于 PP)在 AA 处触及 Γ1\Gamma_{1},在 BB 处触及 Γ2\Gamma_{2}Γ1\Gamma_{1}PP 处的切线在CC 处与Γ2\Gamma_{2} 相交,这与PP 不同,并且APA P 的外延在RR 处与BCB C 相交。证明三角形PQRP Q R 的外接圆与BPB PBRB R 相切。

提示 1

先标出固定点、动点、角、圆和长度关系。

提示 2

尝试角追、相似、圆幂、面积比、反演或坐标化中的一种。

提示 3

把关键等式还原成标准定理,或补出一个让结构闭合的辅助点。

完整解答

这页先给题面、题型和提示阶梯,完整证明留给读者逐步展开。1999 年 APMO P3 可先归入几何:第一步把题设翻成对象、条件、目标三行;第二步沿提示寻找不变量、标准构型或关键变形;第三步补齐边界情形,并回到题目原要求核对。

这题适合先独立想一轮再打开提示。不要急着搜索完整解答,先问自己:题面里最硬的限制是哪一句?