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番外 · 闲灯 / 中国数学奥林匹克 / P6 · geometry / combinatorics

1988 CMO 第 6 题

题面据中国数学奥林匹克 / AoPS 可核档案整理;中文题意为本站自译,英文行为来源英译摘要,公式请以原始来源为准。

CMO 1988 P6 geometrycombinatorics

Given three tetrahedrons AiBiCiDiA_iB_i C_i D_i ( i=1,2,3i=1,2,3 ), planes αi,βi,γi\alpha _i,\beta _i,\gamma _i ( i=1,2,3i=1,2,3 ) are drawn through Bi,Ci,DiB_i ,C_i ,D_i respectively, and they are perpendicular to edges AiBi,AiCi,AiDiA_i B_i, A_i C_i, A_i D_i ( i=1,2,3i=1,2,3 ) respectively. Suppose that all nine planes αi,βi,γi\alpha _i,\beta _i,\gamma _i ( i=1,2,3i=1,2,3 ) meet at a point EE , and points A1,A2,A3A_1,A_2,A_3 lie on line ll . Determine the intersection (shape and position) of the circumscribed spheres of the three tetrahedrons.

给定三个四面体 AiBiCiDiA_iB_i C_i D_i ( i=1,2,3i=1,2,3 ),分别通过 Bi,Ci,DiB_i ,C_i ,D_i 绘制平面 αi,βi,γi\alpha _i,\beta _i,\gamma _i ( i=1,2,3i=1,2,3 ),并且它们垂直于边 AiBi,AiCi,AiDiA_i B_i, A_i C_i, A_i D_i ( i=1,2,3i=1,2,3 ) 分别。假设所有九个平面 αi,βi,γi\alpha _i,\beta _i,\gamma _i ( i=1,2,3i=1,2,3 ) 相交于点 EE ,并且点 A1,A2,A3A_1,A_2,A_3 位于直线 ll 上。确定三个四面体外接球的交点(形状和位置)。

提示 1

先标出所有固定量和会变化的点。

提示 2

尝试角追、相似、圆幂、面积比或坐标化中的一种。

提示 3

把关键等式还原成一个标准定理或一个可构造的辅助点。

完整解答

题面已直接收录。先把 1988 年 CMO 第 6 题的条件整理成对象、关系、目标三部分;再沿提示寻找不变量、标准构型或关键变形;最后补齐边界情形,并回到原题要求核对。