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番外 · 题谱 · 2019 · P23

2019 IMO Shortlist G7

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 2019 G7 geometry

The incircle ω\omega of acute-angled scalene triangle ABCA B C has centre II and meets sides BCB C, CAC A, and ABA B at D,ED, E, and FF, respectively. The line through DD perpendicular to EFE F meets ω\omega again at RR. Line ARA R meets ω\omega again at PP. The circumcircles of triangles PCEP C E and PBFP B F meet again at QPQ \neq P. Prove that lines DID I and PQP Q meet on the external bisector of angle BACB A C. (India)

锐角不等边三角形ABCA B C的内切圆ω\omegaII为圆心,并分别在DED、EFF处与边BCB CCAC AABA B相交。通过 DD 垂直于 EFE F 的线再次在 RR 处与 ω\omega 相交。 ARA R 线在 PP 处再次与 ω\omega 相遇。三角形 PCEP C EPBFP B F 的外接圆再次在 QPQ \neq P 处相交。证明线 DID IPQP Q 在角 BACB A C 的外平分线上相交。 (印度)

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。2019 年 IMO Shortlist G7 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?