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番外 · 题谱 · 2015 · P3

2015 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/2015/eng.pdf。本站于 2026-05-13 将 IMO 题谱生成范围校验至 2025 年。

IMO 2015 P3 geometry

Let ABCABC be an acute triangle with AB>ACAB > AC . Let Γ\Gamma be its circumcircle, HH its orthocenter, and FF the foot of the altitude from AA . Let MM be the midpoint of BC\overline{BC} . Let QQ be the point on Γ\Gamma such that HQA=90\angle HQA = 90^\circ and let KK be the point on Γ\Gamma such that HKQ=90\angle HKQ = 90^\circ . Assume that the points AA , BB , CC , KK and QQ are all different and lie on Γ\Gamma in this order. Prove that the circumcircles of triangles KQHKQH and FKMFKM are tangent to each other.

ABCABC 为锐角三角形,且 AB>ACAB > AC 。令 Γ\Gamma 为其外接圆, HH 为其正交中心, FF 为从 AA 开始的高度的脚。设 MMBC\overline{BC} 的中点。令 QQΓ\Gamma 上的点,使得 HQA=90\angle HQA = 90^\circ ,令 KKΓ\Gamma 上的点,使得 HKQ=90\angle HKQ = 90^\circ 。假设点 AABBCCKKQQ 都不同并且按此顺序位于 Γ\Gamma 上。证明三角形 KQHKQHFKMFKM 的外接圆彼此相切。

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 2015 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。