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番外 · 题谱 · 2011 · P3

2011 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 2011 P3 geometry

Let ABCABC be an acute triangle with BAC=30\angle BAC=30^{\circ} . The internal and external angle bisectors of ABC\angle ABC meet the line ACAC at B1B_1 and B2B_2 , respectively, and the internal and external angle bisectors of ACB\angle ACB meet the line ABAB at C1C_1 and C2C_2 , respectively. Suppose that the circles with diameters B1B2B_1B_2 and C1C2C_1C_2 meet inside the triangle ABCABC at point PP . Prove that BPC=90\angle BPC=90^{\circ} .

ABCABC 为锐角三角形,BAC=30\angle BAC=30^{\circ}ABC\angle ABC 的内角平分线和外角平分线分别在 B1B_1B2B_2 处与线 ACAC 相交,ACB\angle ACB 的内角平分线和外角平分线分别在 C1C_1C2C_2 处与线 ABAB 相交。假设直径为 B1B2B_1B_2C1C2C_1C_2 的圆在三角形 ABCABC 内相交于点 PP 。证明 BPC=90\angle BPC=90^{\circ}

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。2011 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?