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番外 · 题谱 · 2022 · P25

2022 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 2022 G8 geometry

Let AABCCBA A^{\prime} B C C^{\prime} B^{\prime} be a convex cyclic hexagon such that ACA C is tangent to the incircle of the triangle ABCA^{\prime} B^{\prime} C^{\prime}, and ACA^{\prime} C^{\prime} is tangent to the incircle of the triangle ABCA B C. Let the lines ABA B and ABA^{\prime} B^{\prime} meet at XX and let the lines BCB C and BCB^{\prime} C^{\prime} meet at YY. Prove that if XBYBX B Y B^{\prime} is a convex quadrilateral, then it has an incircle.

AABCCBA A^{\prime} B C C^{\prime} B^{\prime} 为凸循环六边形,使得 ACA C 与三角形 ABCA^{\prime} B^{\prime} C^{\prime} 的内圆相切,并且 ACA^{\prime} C^{\prime} 与三角形 ABCA B C 的内圆相切。让ABA BABA^{\prime} B^{\prime} 线在XX 处相交,并让BCB CBCB^{\prime} C^{\prime}YY 处相交。证明如果 XBYBX B Y B^{\prime} 是凸四边形,则它有内切圆。

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 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?