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番外 · 题谱 · 2016 · P22

2016 IMO Shortlist G6

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 2016 G6 geometry

Let ABCDA B C D be a convex quadrilateral with ABC=ADC<90\angle A B C=\angle A D C<90^{\circ}. The internal angle bisectors of ABC\angle A B C and ADC\angle A D C meet ACA C at EE and FF respectively, and meet each other at point PP. Let MM be the midpoint of ACA C and let ω\omega be the circumcircle of triangle BPDB P D. Segments BMB M and DMD M intersect ω\omega again at XX and YY respectively. Denote by QQ the intersection point of lines XEX E and YFY F. Prove that PQACP Q \perp A C.

ABCDA B C D 为凸四边形,且 ABC=ADC<90\angle A B C=\angle A D C<90^{\circ}ABC\angle A B CADC\angle A D C 的内角平分线分别在 EEFF 处与 ACA C 相交,并在 PP 处相交。设MMACA C的中点,ω\omega为三角形BPDB P D的外接圆。线段BMB MDMD M 再次分别在XXYY 处与ω\omega 相交。用 QQ 表示线 XEX EYFY F 的交点。证明PQACP Q \perp A C

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。2016 年 IMO Shortlist G6 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?