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番外 · 题谱 · 2010 · P19

2010 IMO Shortlist G4

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 2010 G4 geometry

Let II be the incenter of a triangle ABCA B C and Γ\Gamma be its circumcircle. Let the line AIA I intersect Γ\Gamma at a point DAD \neq A. Let FF and EE be points on side BCB C and arcBDC\operatorname{arc} B D C respectively such that BAF=CAE<12BAC\angle B A F=\angle C A E<\frac{1}{2} \angle B A C. Finally, let GG be the midpoint of the segment IFI F. Prove that the lines DGD G and EIE I intersect on Γ\Gamma. (Hong Kong)

II 为三角形 ABCA B C 的内心,Γ\Gamma 为其外接圆。让线 AIA IΓ\Gamma 相交于点 DAD \neq A。设FFEE分别为边BCB CarcBDC\operatorname{arc} B D C上的点,使得BAF=CAE<12BAC\angle B A F=\angle C A E<\frac{1}{2} \angle B A C。最后,令 GG 为线段 IFI F 的中点。证明线 DGD GEIE I 相交于 Γ\Gamma。 (香港)

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。2010 年 IMO Shortlist G4 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?