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番外 · 题谱 · 2015 · P18

2015 IMO Shortlist G5

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 G5 geometry

Let ABCA B C be a triangle with CA≠CBC A \neq C B. Let D,FD, F, and GG be the midpoints of the sides AB,ACA B, A C, and BCB C, respectively. A circle Γ\Gamma passing through CC and tangent to ABA B at DD meets the segments AFA F and BGB G at HH and II, respectively. The points H′H^{\prime} and I′I^{\prime} are symmetric to HH and II about FF and GG, respectively. The line H′I′H^{\prime} I^{\prime} meets CDC D and FGF G at QQ and MM, respectively. The line CMC M meets Γ\Gamma again at PP. Prove that CQ=QPC Q=Q P. (El Salvador)

设 ABCA B C 是一个三角形,CA≠CBC A \neq C B。令 D、FD、F 和 GG 分别为边 AB、ACA B、A C 和 BCB C 的中点。圆 Γ\Gamma 穿过 CC 并在 DD 处与 ABA B 相切,分别在 HH 和 II 处与线段 AFA F 和 BGB G 相交。点H′H^{\prime}和I′I^{\prime}分别关于FF和GG对称于HH和II。线H′I′H^{\prime} I^{\prime} 分别在QQ 和MM 处与CDC D 和FGF G 相交。 CMC M 线在 PP 处再次与 Γ\Gamma 相遇。证明CQ=QPC Q=Q P。 (萨尔瓦多)

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 G5 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?