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番外 · 题谱 · 2001 · P13

2001 IMO Shortlist S13

几何 · P3/P6 · 压轴题

题面据 IMO Shortlist 可核档案整理;中文题意为本站自译,公式请以原始来源为准。

IMO Shortlist 2001 S13 geometry

Let ABCABC be a triangle with centroid GG . Determine, with proof, the position of the point PP in the plane of ABCABC such that APAG+BPBG+CPCGAP{\cdot}AG + BP{\cdot}BG + CP{\cdot}CG is a minimum, and express this minimum value in terms of the side lengths of ABCABC .

ABCABC 为一个具有质心 GG 的三角形。通过证明,确定点 PPABCABC 平面中的位置,使得 APAG+BPBG+CPCGAP{\cdot}AG + BP{\cdot}BG + CP{\cdot}CG 为最小值,并用 ABCABC 的边长表示该最小值。

提示 1

先标出固定点、动点、角、圆和长度关系。

提示 2

尝试角追、相似、圆幂、面积比、反演或坐标化中的一种。

提示 3

把关键等式还原成标准定理,或补出一个让结构闭合的辅助点。

完整解答

这页先给题面、题型和提示阶梯,完整证明留给读者逐步展开。2001 年 IMO Shortlist S13 可先归入几何:第一步把题设翻成对象、条件、目标三行;第二步沿提示寻找不变量、标准构型或关键变形;第三步补齐边界情形,并回到题目原要求核对。

这题适合先独立想一轮再打开提示。不要急着搜索完整解答,先问自己:题面里最硬的限制是哪一句?