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番外 · 题谱 · 2008 · P2

2008 USAMO 第 2 题

几何 · P2/P5 · 中段题

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 2008 P2 geometry

Let ABCABC be an acute, scalene triangle, and let MM, NN, and PP be the midpoints of BC\overline{BC}, CA\overline{CA}, and AB\overline{AB}, respectively. Let the perpendicular bisectors of AB\overline{AB} and AC\overline{AC} intersect ray AMAM in points DD and EE respectively, and let lines BDBD and CECE intersect in point FF, inside of triangle ABCABC. Prove that points AA, NN, FF, and PP all lie on one circle.

ABCABC为锐角不等边三角形,并令MMNNPP分别为BC\overline{BC}CA\overline{CA}AB\overline{AB}的中点。设AB\overline{AB}AC\overline{AC}的垂直平分线分别与射线AMAM相交于点DDEE,并让直线BDBDCECE相交于三角形ABCABC内部的点FF。证明点 AANNFFPP 都位于一个圆上。

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。2008 年 USAMO P2 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?