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番外 · 题谱 · 2012 · P5

2012 USAMO 第 5 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 2012 P5 geometry

Let PP be a point in the plane of triangle ABCABC, and γ\gamma a line passing through PP. Let AA', BB', CC' be the points where the reflections of lines PAPA, PBPB, PCPC with respect to γ\gamma intersect lines BCBC, ACAC, ABAB, respectively. Prove that AA', BB', CC' are collinear.

PP为三角形ABCABC平面上的一点,γ\gamma为穿过PP的直线。设AA'BB'CC'分别为线PAPAPBPBPCPC相对于γ\gamma的反射与线BCBCACACABAB的交点。证明AA'BB'CC'共线。

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。2012 年 USAMO P5 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?