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番外 · 题谱 · 2021 · P24

2021 IMO Shortlist G8

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 2021 G8 geometry

Let ω\omega be the circumcircle of a triangle ABCA B C, and let ΩA\Omega_{A} be its excircle which is tangent to the segment BCB C. Let XX and YY be the intersection points of ω\omega and ΩA\Omega_{A}. Let PP and QQ be the projections of AA onto the tangent lines to ΩA\Omega_{A} at XX and YY, respectively. The tangent line at PP to the circumcircle of the triangle APXA P X intersects the tangent line at QQ to the circumcircle of the triangle AQYA Q Y at a point RR. Prove that ARBCA R \perp B C.

ω\omega 为三角形 ABCA B C 的外接圆,并令 ΩA\Omega_{A} 为其与线段 BCB C 相切的外圆。设XXYYω\omegaΩA\Omega_{A}的交点。设PPQQ分别为AAXXYY处到ΩA\Omega_{A}的切线的投影。三角形APXA P X 外接圆的PP 切线与三角形AQYA Q Y 外接圆QQ 的切线相交于点RR。证明ARBCA R \perp B 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。2021 年 IMO Shortlist G8 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?