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番外 · 题谱 · 1995 · P3

1995 USAMO 第 3 题

几何 · P3/P6 · 压轴题

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 1995 P3 geometry

Given a nonisosceles, nonright triangle ABC,ABC, let OO denote its circumcenter, and let A1,B1,A_1, \, B_1, and C1C_1 be the midpoints of sides BC\overline{BC}, CA\overline{CA}and AB\overline{AB} respectively. Point A2A_2 is located on the ray OA1OA_1 so that OAA1\triangle OAA_1 is similar to OA2A\triangle OA_2A. Points B2B_2 and C2C_2 on rays OB1OB_1 and OC1,OC_1, respectively, are defined similarly. Prove that lines AA2,BB2,AA_2, \, BB_2, and CC2CC_2 are concurrent.

给定一个非等腰非直角三角形 ABC,ABC,OO 表示其外心,并令 A1\、B1,A_1、\、B_1,C1C_1 分别为边 BC\overline{BC}CA\overline{CA}AB\overline{AB} 的中点。点A2A_2位于射线OA1OA_1上,因此\三角形OAA1\三角形OAA_1\三角形OA2A\三角形OA_2A相似。射线 OB1OB_1OC1,OC_1, 上的点 B2B_2C2C_2 的定义类似。证明 AA2,BB2,AA_2, \, BB_2,CC2CC_2 行是并发的。

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。1995 年 USAMO P3 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?