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2006 APMO 第 4 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 2006 P4 geometry

Let A,BA, B be two distinct points on a given circle OO and let PP be the midpoint of the line segment ABA B. Let O1O_{1} be the circle tangent to the line ABA B at PP and tangent to the circle OO. Let \ell be the tangent line, different from the line ABA B, to O1O_{1} passing through AA. Let CC be the intersection point, different from AA, of \ell and OO. Let QQ be the midpoint of the line segment BCB C and O2O_{2} be the circle tangent to the line BCB C at QQ and tangent to the line segment ACA C. Prove that the circle O2O_{2} is tangent to the circle OO.

ABA、B 为给定圆OO 上的两个不同点,并令PP 为线段ABA B 的中点。令 O1O_{1} 为在 PP 处与线 ABA B 相切且与圆 OO 相切的圆。令 \ell 为穿过 AAO1O_{1} 的切线,与线 ABA B 不同。与AA不同,令CC\ellOO的交点。设QQ为线段BCB C的中点,O2O_{2}为在QQ处与线BCB C相切且与线段ACA C相切的圆。证明圆 O2O_{2} 与圆 OO 相切。

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。2006 年 APMO P4 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?