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番外 · 题谱 · 2003 · P18

2003 IMO Shortlist S18

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 2003 S18 geometry

Three distinct points AA , BB , and CC are fixed on a line in this order. Let Γ\Gamma be a circle passing through AA and CC whose center does not lie on the line ACAC . Denote by PP the intersection of the tangents to Γ\Gamma at AA and CC . Suppose Γ\Gamma meets the segment PBPB at QQ . Prove that the intersection of the bisector of AQC\angle AQC and the line ACAC does not depend on the choice of Γ\Gamma .

三个不同的点 AABBCC 按此顺序固定在一条线上。令 Γ\Gamma 为穿过 AACC 的圆,其中心不在直线 ACAC 上。 PP 表示 Γ\GammaAACC 处的切线交点。假设 Γ\GammaQQ 处与线段 PBPB 相交。证明 AQC\angle AQC 的平分线与线 ACAC 的交点不依赖于 Γ\Gamma 的选择。

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。2003 年 IMO Shortlist S18 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?