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 be an acute triangle. Denote by the foot of the perpendicular line drawn from the point to the side , by the midpoint of , and by the orthocenter of . Let be the point of intersection of the circumcircle of the triangle and the half line , and be the point of intersection (other than ) of the line and the circle . Prove that must hold.
(Here we denote the length of the line segment .)
设为锐角三角形。 表示从点 到边 所画垂直线的脚, 表示 的中点, 表示 的垂心。设为三角形的外接圆与半直线的交点,为直线与圆的交点(除外)。证明 必须成立。
(这里我们将 表示线段 的长度。)
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。2012 年 APMO P1 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?