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番外 · 题谱 · 2008 · P2

2008 CMO 第 2 题

代数 · P2/P5 · 中段题

题面据中国数学奥林匹克 / AoPS 可核档案整理;中文题意为本站自译,英文行为来源英译摘要,公式请以原始来源为准。

CMO 2008 P2 algebra

Suppose ABC\triangle ABC is scalene. OO is the circumcenter and AA' is a point on the extension of segment AOAO such that BAA=CAA\angle BA'A = \angle CA'A . Let point A1A_1 and A2A_2 be foot of perpendicular from AA' onto ABAB and ACAC . HAH_{A} is the foot of perpendicular from AA onto BCBC . Denote RAR_{A} to be the radius of circumcircle of HAA1A2\triangle H_{A}A_1A_2 . Similiarly we can define RBR_{B} and RCR_{C} . Show that:

1RA+1RB+1RC=2R\frac{1}{R_{A}} + \frac{1}{R_{B}} + \frac{1}{R_{C}} = \frac{2}{R}

where R is the radius of circumcircle of ABC\triangle ABC .

假设\三角形ABC\三角形ABC是不等边三角形。 OO 是外心,AA' 是线段 AOAO 的延长线上的点,使得 BAA=CAA\angle BA'A = \angle CA'A 。设点 A1A_1A2A_2 为从 AA'ABABACAC 的垂线脚。 HAH_{A} 是从 AABCBC 的垂直线的脚。将 RAR_{A} 表示为 HAA1A2\triangle H_{A}A_1A_2 的外接圆半径。类似地,我们可以定义 RBR_{B}RCR_{C} 。表明:

1RA+1RB+1RC=2R\frac{1}{R_{A}} + \frac{1}{R_{B}} + \frac{1}{R_{C}} = \frac{2}{R}

其中 R 是 ABC\triangle ABC 的外接圆半径。

提示 1

先把题面里的关系改写成一个干净的代数对象。

提示 2

寻找不变量、对称式或一个可以降次数的替换。

提示 3

最后用判别式、因式分解或单调性把所有可能排完。

完整解答

题面已直接收录。先把 2008 年 CMO 第 2 题的条件整理成对象、关系、目标三部分;再沿提示寻找不变量、标准构型或关键变形;最后补齐边界情形,并回到原题要求核对。