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2021 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 2021 P3 geometry

Let ABCDA B C D be a cyclic convex quadrilateral and Γ\Gamma be its circumcircle. Let EE be the intersection of the diagonals ACA C and BDB D, let LL be the center of the circle tangent to sides AB,BCA B, B C, and CDC D, and let MM be the midpoint of the arc BCB C of Γ\Gamma not containing AA and DD. Prove that the excenter of triangle BCEB C E opposite EE lies on the line LML M.

Let ABCDA B C D be a cyclic convex quadrilateral and Γ\Gamma be its circumcircle.设EE为对角线ACA CBDB D的交点,设LL为与边ABBCA B、B CCDC D相切的圆心,设MM为不包含AADDΓ\Gamma的弧BCB C的中点。 Prove that the excenter of triangle BCEB C E opposite EE lies on the line LML M.

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。2021 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?