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番外 · 题谱 · 2006 · P22

2006 IMO Shortlist G9

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 2006 G9 geometry

Points A1,B1,C1A_{1}, B_{1}, C_{1} are chosen on the sides BC,CA,ABB C, C A, A B of a triangle ABCA B C, respectively. The circumcircles of triangles AB1C1,BC1A1,CA1B1A B_{1} C_{1}, B C_{1} A_{1}, C A_{1} B_{1} intersect the circumcircle of triangle ABCA B C again at points A2,B2,C2A_{2}, B_{2}, C_{2}, respectively (A2A,B2B,C2C)\left(A_{2} \neq A, B_{2} \neq B, C_{2} \neq C\right). Points A3,B3,C3A_{3}, B_{3}, C_{3} are symmetric to A1,B1,C1A_{1}, B_{1}, C_{1} with respect to the midpoints of the sides BC,CA,ABB C, C A, A B respectively. Prove that the triangles A2B2C2A_{2} B_{2} C_{2} and A3B3C3A_{3} B_{3} C_{3} are similar. (Russia)

分别在三角形 ABCA B C 的边 BCCAABB C、C A、A B 上选择点 A1B1C1A_{1}、B_{1}、C_{1}。三角形 AB1C1BC1A1CA1B1A B_{1} C_{1}、B C_{1} A_{1}、C A_{1} B_{1} 的外接圆再次与三角形 ABCA B C 的外接圆相交于点 A2B2C2A_{2}、B_{2}、C_{2},分别 \left(A_{2} \neq A, B_{2} \neq B, C_{2} \neq C\右)。点A3B3C3A_{3}、B_{3}、C_{3} 分别相对于边BCCAABB C、C A、A B 的中点与A1B1C1A_{1}、B_{1}、C_{1} 对称。证明三角形 A2B2C2A_{2} B_{2} C_{2}A3B3C3A_{3} B_{3} C_{3} 相似。 (俄罗斯)

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。2006 年 IMO Shortlist G9 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?