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番外 · 题谱 · 2015 · P15

2015 IMO Shortlist G2

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 2015 G2 geometry

Let ABCA B C be a triangle inscribed into a circle Ω\Omega with center OO. A circle Γ\Gamma with center AA meets the side BCB C at points DD and EE such that DD lies between BB and EE. Moreover, let FF and GG be the common points of Γ\Gamma and Ω\Omega. We assume that FF lies on the arc ABA B of Ω\Omega not containing CC, and GG lies on the arc ACA C of Ω\Omega not containing BB. The circumcircles of the triangles BDFB D F and CEGC E G meet the sides ABA B and ACA C again at KK and LL, respectively. Suppose that the lines FKF K and GLG L are distinct and intersect at XX. Prove that the points A,XA, X, and OO are collinear. (Greece)

ABCA B C 是一个内切于圆Ω\Omega 且以OO 为圆心的三角形。以 AA 为中心的圆 Γ\Gamma 在点 DDEE 处与边 BCB C 相交,使得 DD 位于 BBEE 之间。此外,令FFGGΓ\GammaΩ\Omega的公共点。我们假设FF位于不包含CCΩ\Omega的弧ABA B上,并且GG位于不包含BBΩ\Omega的弧ACA C上。三角形 BDFB D FCEGC E G 的外接圆分别在 KKLL 处再次与边 ABA BACA C 相交。假设线 FKF KGLG L 不同并且相交于 XX。证明点 AXA、XOO 共线。 (希腊)

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。2015 年 IMO Shortlist G2 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?