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番外 · 题谱 · 2012 · P22

2012 IMO Shortlist G8

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 2012 G8 geometry

Let ABCA B C be a triangle with circumcircle ω\omega and \ell a line without common points with ω\omega. Denote by PP the foot of the perpendicular from the center of ω\omega to \ell. The side-lines BC,CA,ABB C, C A, A B intersect \ell at the points X,Y,ZX, Y, Z different from PP. Prove that the circumcircles of the triangles AXP,BYPA X P, B Y P and CZPC Z P have a common point different from PP or are mutually tangent at PP.

ABCA B C 为外接圆ω\omega 的三角形,\ell 为与ω\omega 没有公共点的直线。 PP 表示从 ω\omega 中心到 \ell 的垂线脚。边线 BCCAABB C、C A、A B\ell 相交于与 PP 不同的点 XYZX、Y、Z。证明三角形AXPBYPA X P、B Y PCZPC Z P 的外接圆有与PP 不同的公共点或在PP 处相互相切。

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。2012 年 IMO Shortlist G8 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?