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番外 · 题谱 · 2019 · P2

2019 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 2019 P2 geometry

Let ABCDABCD be a cyclic quadrilateral satisfying AD2+BC2=AB2AD^2 + BC^2 = AB^2. The diagonals of ABCDABCD intersect at EE. Let PP be a point on side AB\overline{AB} satisfying APD=BPC\angle APD = \angle BPC. Show that line PEPE bisects CD\overline{CD}.

ABCDABCD 为满足 AD2+BC2=AB2AD^2 + BC^2 = AB^2 的循环四边形。 ABCDABCD 的对角线相交于 EE。设PP为边AB\overline{AB}上的一点,满足APD=BPC\angle APD = \angle BPC。显示PEPE 线平分CD\overline{CD}

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。2019 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?