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番外 · 题谱 · 2023 · P6

2023 IMO 第 6 题

几何 / 组合 · 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/2023/eng.pdf。本站于 2026-05-13 将 IMO 题谱生成范围校验至 2025 年。

IMO 2023 P6 geometrycombinatorics

Let ABCA B C be an equilateral triangle. Let A1A_{1} , B1B_{1} , C1C_{1} be interior points of ABCA B C such that BA1=A1CB A_{1} = A_{1}C , CB1=B1AC B_{1} = B_{1}A , AC1=C1BA C_{1} = C_{1}B , and

BA1C+CB1A+AC1B=480.\angle B A_{1}C + \angle C B_{1}A + \angle A C_{1}B = 480^{\circ}.

Let A2=BC1CB1A_{2} = \overline{BC_{1}} \cap \overline{CB_{1}} , B2=CA1AC1B_{2} = \overline{CA_{1}} \cap \overline{AC_{1}} , C2=AB1BA1C_{2} = \overline{AB_{1}} \cap \overline{BA_{1}} . Prove that if triangle A1B1C1A_{1}B_{1}C_{1} is scalene, then the circumcircles of triangles AA1A2AA_{1}A_{2} , BB1B2BB_{1}B_{2} , and CC1C2CC_{1}C_{2} all pass through two common points.

ABCA B C 为等边三角形。令 A1A_{1}B1B_{1}C1C_{1}ABCA B C 的内点,使得 BA1=A1CB A_{1} = A_{1}CCB1=B1AC B_{1} = B_{1}AAC1=C1BA C_{1} = C_{1}B ,并且

\角BA1C+\角CB1A+\角AC1B=480\角度 B A_{1}C + \角度 C B_{1}A + \角度 A C_{1}B = 480^{\circ}。

A2=BC1CB1A_{2} = \overline{BC_{1}} \cap \overline{CB_{1}}B2=CA1AC1B_{2} = \overline{CA_{1}} \cap \overline{AC_{1}}C2=AB1BA1C_{2} = \overline{AB_{1}} \cap \overline{BA_{1}} 。证明如果三角形 A1B1C1A_{1}B_{1}C_{1} 是不等边三角形,则三角形 AA1A2AA_{1}A_{2}BB1B2BB_{1}B_{2}CC1C2CC_{1}C_{2} 的外接圆都经过两个公共点。

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 2023 年第 6 题归入 geometry / combinatorics: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。P6 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。