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番外 · 题谱 · 2024 · P19

2024 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。 PDF:https://www.imo-official.org/problems/IMO2024SL.pdf。

IMO Shortlist 2024 G3 geometry

Let ABCDEABCDE be a convex pentagon and let MM be the midpoint of ABAB. Suppose that segment ABAB is tangent to the circumcircle of triangle CMECME at MM and that DD lies on the circumcircles of triangles AMEAME and BMCBMC. Lines ADAD and MEME intersect at KK, and lines BDBD and MCMC intersect at LL. Points PP and QQ lie on line ECEC so that PDC=EDQ=ADB\angle PDC=\angle EDQ=\angle ADB.

Prove that lines KPKP, LQLQ, and MDMD are concurrent.

ABCDEABCDE 为凸五边形,MMABAB 的中点。假设线段 ABABMM 处与三角形 CMECME 的外接圆相切,且点 DD 同时位于三角形 AMEAMEBMCBMC 的外接圆上。直线 ADADMEME 交于 KK,直线 BDBDMCMC 交于 LL。点 P,QP,Q 位于直线 ECEC 上,并满足 PDC=EDQ=ADB\angle PDC=\angle EDQ=\angle ADB

证明直线 KPKPLQLQMDMD 共点。

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。2024 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?