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。
Suppose is a square piece of cardboard with side length . On a plane are two parallel lines and , which are also units apart. The square is placed on the plane so that sides and intersect at and respectively. Also, sides and intersect at and respectively. Let the perimeters of and be and respectively. Prove that no matter how the square was placed, remains constant.
假设 是一块边长为 的方形纸板。平面上有两条平行线 和 ,它们也相距 个单位。将正方形 放置在平面上,使得边 和 分别与 相交于 和 。此外,边 和 分别与 相交于 和 。设和的周长分别为和。证明无论正方形如何放置, 保持不变。
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。2003 年 APMO P2 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?