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番外 · 题谱 · 1986 · P4

1986 USAMO 第 4 题

几何 · P1/P4 · 起手题

题面据 USAMO 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。

USAMO 1986 P4 geometry

Two distinct circles K1K_1 and K2K_2 are drawn in the plane. They intersect at points AA and BB, where ABAB is the diameter of K1K_1. A point PP on K2K_2 and inside K1K_1 is also given.

Using only a "T-square" (i.e. an instrument which can produce a straight line joining two points and the perpendicular to a line through a point on or off the line), find a construction for two points CC and DD on K1K_1 such that CDCD is perpendicular to ABAB and CPD\angle CPD is a right angle.

在平面上绘制两个不同的圆 K1K_1K2K_2。它们相交于点 AABB,其中 ABABK1K_1 的直径。还给出了 K2K_2 上和 K1K_1 内部的点 PP

仅使用“丁字尺”(即可以生成连接两点的直线以及通过线上或线外的点垂直于直线的工具),找到 K1K_1 上两个点 CCDD 的构造,使得 CDCD 垂直于 ABAB 并且 CPD\angle CPD 是直角。

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。1986 年 USAMO P4 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?