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番外 · 题谱 · 1999 · P6

1999 USAMO 第 6 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 1999 P6 geometry

Let ABCDABCD be an isosceles trapezoid with AB∥CDAB \parallel CD. The inscribed circle ω\omega of triangle BCDBCD meets CDCD at EE. Let FF be a point on the (internal) angle bisector of ∠DAC\angle DAC such that EF⊥CDEF \perp CD. Let the circumscribed circle of triangle ACFACF meet line CDCD at CC and GG. Prove that the triangle AFGAFG is isosceles.

设ABCDABCD 为AB\平行CDAB \平行CD 的等腰梯形。三角形BCDBCD的内接圆ω\omega在EE处与CDCD相交。令 FF 为 ∠DAC\angle DAC 的(内部)角平分线上的点,使得 EF⊥CDEF \perp CD。让三角形ACFACF的外接圆在CC和GG处与线CDCD相交。证明三角形 AFGAFG 是等腰三角形。

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。1999 年 USAMO P6 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?