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番外 · 题谱 · 2024 · P5

2024 APMO 第 5 题

几何 · P2/P5 · 中段题

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 2024 P5 geometry

Line ℓ\ell intersects sides BCB C and ADA D of cyclic quadrilateral ABCDA B C D in its interior points RR and SS respectively, and intersects ray DCD C beyond point CC at QQ, and ray BAB A beyond point AA at PP. Circumcircles of the triangles QCRQ C R and QDSQ D S intersect at N≠QN \neq Q, while circumcircles of the triangles PASP A S and PBRP B R intersect at M≠PM \neq P. Let lines MPM P and NQN Q meet at point XX, lines ABA B and CDC D meet at point KK and lines BCB C and ADA D meet at point LL. Prove that point XX lies on line KLK L.

线ℓ\ell分别与循环四边形ABCDA B C D的边BCB C和ADA D相交于其内点RR和SS,并与点CC之外的射线DCD C相交于QQ,与点AA之外的射线BAB A相交于PP。三角形QCRQ C R 和QDSQ D S 的外接圆相交于N≠QN \neq Q,而三角形PASP A S 和PBRP B R 的外接圆相交于M≠PM \neq P。让线MPM P 和NQN Q 在点XX 相交,线ABA B 和CDC D 在点KK 相交,线BCB C 和ADA D 在点LL 相交。证明点 XX 位于线 KLK L 上。

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。2024 年 APMO P5 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?