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番外 · 题谱 · 2013 · P6

2013 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 2013 P6 geometry

Let ABCABC be a triangle. Find all points PP on segment BCBC satisfying the following property: If XX and YY are the intersections of line PAPA with the common external tangent lines of the circumcircles of triangles PABPAB and PACPAC, then

$$

\left(\frac{PA}{XY}\right)^2+\frac{PB\cdot PC}{AB\cdot AC}=1.

$$

ABCABC 为三角形。查找线段 BCBC 上满足以下性质的所有点 PP:如果 XXYY 是线 PAPA 与三角形 PABPABPACPAC 外接圆的公共外切线的交点,则

(PAXY)2+PBPCABAC=1\left(\frac{PA}{XY}\right)^2+\frac{PB\cdot PC}{AB\cdot AC}=1。

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。2013 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?