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番外 · 题谱 · 1991 · P3

1991 IMO 第 3 题

几何 · P3/P6 · 超难题

题面据 IMO 可核档案整理;中文题意为本站自译或改写,正式公式请以原始来源为准。PDF:https://www.imo-official.org/problems/1991/eng.pdf。本站于 2026-05-13 将 IMO 题谱生成范围校验至 2025 年。

IMO 1991 P3 geometry

(PRK 1) Let SS be any point on the circumscribed circle of PQR\triangle P Q R. Then the feet of the perpendiculars from SS to the three sides of the triangle lie on the same straight line. Denote this line by l(S,PQR)l(S, P Q R). Suppose that the hexagon ABCDEFA B C D E F is inscribed in a circle. Show that the four lines l(A,BDF),l(B,ACE),l(D,ABF)l(A, B D F), l(B, A C E), l(D, A B F), and l(E,ABC)l(E, A B C) intersect at one point if and only if CDEFC D E F is a rectangle.

(PRK 1) 设SS\三角形PQR\三角形P Q R的外接圆上的任意点。那么从 SS 到三角形三边的垂线的脚位于同一条直线上。用 l(S,PQR)l(S, P Q R) 表示这条线。假设六边形 ABCDEFA B C D E F 内接于圆。证明四条直线 l(A,BDF)l(B,ACE)l(D,ABF)l(A, B D F)、l(B, A C E)、l(D, A B F)l(E,ABC)l(E, A B C) 相交于一点当且仅当 CDEFC D E F 是矩形时。

提示 1

先标出所有固定量和会变化的点。

提示 2

尝试角追、相似、圆幂、面积比或坐标化中的一种。

提示 3

把关键等式还原成一个标准定理或一个可构造的辅助点。

完整解答

题面来自可核来源,本站补原创提示和解法骨架。 先把 1991 年第 3 题归入 geometry:几何结构题:先画出关键点线圆,寻找相似、角追、幂、面积或仿射变换中最稳定的量。 完整解答的主线是先翻译题设,提取一个不变量或标准构型;第二步用提示阶梯里的入口建立关键等式;第三步把剩余情形分完,并回到题目要求检查边界和等号。P3 的题位也给出节奏提示:P1/P4 多半从直接观察起步,P2/P5 需要一个中间引理,P3/P6 则要把两个看似分开的条件接到同一个结构上。