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番外 · 题谱 · 2017 · P3

2017 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 2017 P3 geometry

Let ABCABC be a scalene triangle with circumcircle Ω\Omega and incenter I.I. Ray AIAI meets BCBC at DD and Ω\Omega again at M;M; the circle with diameter DMDM cuts Ω\Omega again at K.K. Lines MKMK and BCBC meet at S,S, and NN is the midpoint of IS.IS. The circumcircles of △KID\triangle KID and △MAN\triangle MAN intersect at points L1L_1 and L.L. Prove that Ω\Omega passes through the midpoint of either IL1IL_1 or IL.IL.

设ABCABC是一个外接圆Ω\Omega和中心I的不等边三角形。I的不等边三角形。射线AIAI在DD处与BCBC相交,在M处再次与M处再次与\Omega相交;相交;直径为DMDM的圆在K处再次与K处再次与\Omega相交。相交。线MKMK和BCBC在S处相交,S处相交,N是是IS的中点。$$\三角形KID和和\三角形的外接圆MAN相交于点相交于点L_1和和L.证明证明\Omega通过通过IL_1或或IL.$ 的中点

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。2017 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?