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番外 · 题谱 · 2008 · P14

2008 IMO Shortlist G1

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 2008 G1 geometry

In an acute-angled triangle ABCA B C, point HH is the orthocentre and A0,B0,C0A_{0}, B_{0}, C_{0} are the midpoints of the sides BC,CA,ABB C, C A, A B, respectively. Consider three circles passing through HH : ωa\omega_{a} around A0,ωbA_{0}, \omega_{b} around B0B_{0} and ωc\omega_{c} around C0C_{0}. The circle ωa\omega_{a} intersects the line BCB C at A1A_{1} and A2;ωbA_{2} ; \omega_{b} intersects CAC A at B1B_{1} and B2;ωcB_{2} ; \omega_{c} intersects ABA B at C1C_{1} and C2C_{2}. Show that the points A1,A2,B1,B2,C1,C2A_{1}, A_{2}, B_{1}, B_{2}, C_{1}, C_{2} lie on a circle.

在锐角三角形 ABCA B C 中,点 HH 为垂心,A0B0C0A_{0}、B_{0}、C_{0} 分别为边 BCCAABB C、C A、A B 的中点。考虑穿过 HH 的三个圆:A0周围的A_{0} 周围的\omega_{a}B_{0}周围的ωb周围的 \omega_{b}C0C_{0} 周围的 ωc\omega_{c}。圆 ωa\omega_{a} 与线 BCB C 相交于 A1A_{1}A2ωbA_{2} ; \omega_{b}CAC A 相交于 B1B_{1}B2ωcB_{2} ; \omega_{c}ABA B 相交于 C1C_{1}C2C_{2}。证明点 A1A2B1B2C1C2A_{1}、A_{2}、B_{1}、B_{2}、C_{1}、C_{2} 位于圆上。

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。2008 年 IMO Shortlist G1 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?