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番外 · 题谱 · 2022 · P20

2022 IMO Shortlist G3

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 2022 G3 geometry

Let ABCDA B C D be a cyclic quadrilateral. Assume that the points Q,A,B,PQ, A, B, P are collinear in this order, in such a way that the line ACA C is tangent to the circle ADQA D Q, and the line BDB D is tangent to the circle BCPB C P. Let MM and NN be the midpoints of BCB C and ADA D, respectively. Prove that the following three lines are concurrent: line CDC D, the tangent of circle ANQA N Q at point AA, and the tangent to circle BMPB M P at point BB. (Slovakia)

ABCDA B C D 为循环四边形。假设点QABPQ、A、B、P 依次共线,即直线ACA C 与圆ADQA D Q 相切,直线BDB D 与圆BCPB C P 相切。设MMNN分别为BCB CADA D的中点。证明以下三条直线是并发的:直线CDC D、圆ANQA N Q 在点AA 的切线以及圆BMPB M P 在点BB 的切线。 (斯洛伐克)

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。2022 年 IMO Shortlist G3 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?