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 triangle inscribed into a circle with center . A circle with center meets the side at points and such that lies between and . Moreover, let and be the common points of and . We assume that lies on the arc of not containing , and lies on the arc of not containing . The circumcircles of the triangles and meet the sides and again at and , respectively. Suppose that the lines and are distinct and intersect at . Prove that the points , and are collinear. (Greece)
设 是一个内切于圆 且以 为圆心的三角形。以 为中心的圆 在点 和 处与边 相交,使得 位于 和 之间。此外,令和为和的公共点。我们假设位于不包含的的弧上,并且位于不包含的的弧上。三角形 和 的外接圆分别在 和 处再次与边 和 相交。假设线 和 不同并且相交于 。证明点 和 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?