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番外 · 题谱 · 2016 · P3

2016 CMO 第 3 题

组合 · P3/P6 · 压轴题

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 2016 P3 combinatorics

In △AEF\triangle AEF , let BB and DD be on segments AEAE and AFAF respectively, and let EDED and FBFB intersect at CC . Define K,L,M,NK,L,M,N on segments AB,BC,CD,DAAB,BC,CD,DA such that AKKB=ADBC\frac{AK}{KB}=\frac{AD}{BC} and its cyclic equivalents. Let the incircle of △AEF\triangle AEF touch AE,AFAE,AF at S,TS,T respectively; let the incircle of △CEF\triangle CEF touch CE,CFCE,CF at U,VU,V respectively.

Prove that K,L,M,NK,L,M,N concyclic implies S,T,U,VS,T,U,V concyclic.

在 △AEF\triangle AEF 中,令 BB 和 DD 分别位于线段 AEAE 和 AFAF 上,并令 EDED 和 FBFB 相交于 CC 。在线段 AB,BC,CD,DAAB,BC,CD,DA 上定义 K,L,M,NK,L,M,N,使得 AKKB=ADBC\frac{AK}{KB}=\frac{AD}{BC} 及其循环等价物。让\三角形AEF\三角形AEF的内切圆分别在S,TS,T处接触AE,AFAE,AF;令\三角形CEF\三角形CEF的内切圆分别在U,VU,V处接触CE,CFCE,CF。

证明 K,L,M,NK,L,M,N 同循环蕴含 S,T,U,VS,T,U,V 同循环。

提示 1

先说出现象:哪些量会变,哪些约束不会变。

提示 2

找守恒量、相似关系、平衡条件或不变量,不急着代公式。

提示 3

把物理图景或谜题结构翻成一个最小方程组,再处理边界情况。

完整解答

题面已直接收录。先把 2016 年 CMO 第 3 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。

这类题最怕一上来套公式。先把图景或语言条件说清楚,答案通常会少绕很多路。