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1989 APMO 第 3 题

题面据 APMO 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。

APMO 1989 P3 geometry

Let A1,A2,A3A_{1}, A_{2}, A_{3} be three points in the plane, and for convenience,let A4=A1,A5=A2A_{4}=A_{1}, A_{5}=A_{2}. For n=1,2n=1,2, and 3 , suppose that BnB_{n} is the midpoint of AnAn+1A_{n} A_{n+1}, and suppose that CnC_{n} is the midpoint of AnBnA_{n} B_{n}. Suppose that AnCn+1A_{n} C_{n+1} and BnAn+2B_{n} A_{n+2} meet at DnD_{n}, and that AnBn+1A_{n} B_{n+1} and CnAn+2C_{n} A_{n+2} meet at EnE_{n}. Calculate the ratio of the area of triangle D1D2D3D_{1} D_{2} D_{3} to the area of triangle E1E2E3E_{1} E_{2} E_{3}.

Answer: 2549\frac{25}{49}.

A1A2A3A_{1}、A_{2}、A_{3}为平面上的三个点,为方便起见,设A4=A1A5=A2A_{4}=A_{1}、A_{5}=A_{2}。对于 n=1,2n=1,2 和 3 ,假设 BnB_{n}AnAn+1A_{n} A_{n+1} 的中点,并假设 CnC_{n}AnBnA_{n} B_{n} 的中点。假设 AnCn+1A_{n} C_{n+1}BnAn+2B_{n} A_{n+2}DnD_{n} 相交,并且 AnBn+1A_{n} B_{n+1}CnAn+2C_{n} A_{n+2}EnE_{n} 相交。计算三角形 D1D2D3D_{1} D_{2} D_{3} 的面积与三角形 E1E2E3E_{1} E_{2} E_{3} 的面积之比。

答案:2549\frac{25}{49}

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。1989 年 APMO 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?