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。
Let be a convex quadrilateral whose sides and are not parallel. Suppose that the circles with diameters and meet at points and inside the quadrilateral. Let be the circle through the feet of the perpendiculars from to the lines , and . Let be the circle through the feet of the perpendiculars from to the lines , and . Prove that the midpoint of the segment lies on the line through the two intersection points of and .
设 为凸四边形,其边 和 不平行。假设直径为 和 的圆在四边形内部交于点 和 。设 为通过从 到线 和 的垂线脚的圆。设 为通过从 到线 和 的垂线脚的圆。证明线段的中点位于和两个交点的直线上。
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。2011 年 IMO Shortlist G3 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?