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。
Let three circles , which are non-overlapping and mutually external, be given in the plane. For each point in the plane, outside the three circles, construct six points as follows: For each are distinct points on the circle such that the lines and are both tangents to . Call the point exceptional if, from the construction, three lines are concurrent. Show that every exceptional point of the plane, if exists, lies on the same circle.
设平面内不重叠且互为外部的三个圆。对于平面上三个圆之外的每个点 ,构造六个点 ,如下所示: 对于每个 是圆 上的不同点,使得线 和 均与 相切。如果从构造来看,三行 是并发的,则称点 为异常。证明平面上的每个异常点(如果存在)都位于同一个圆上。
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。2009 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?