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2004 CMO 第 2 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 2004 P2 algebra

Let EFGH,ABCDEFGH,ABCD and E1F1G1H1E_1F_1G_1H_1 be three convex quadrilaterals satisfying:

i) The points E,F,GE,F,G and HH lie on the sides AB,BC,CDAB,BC,CD and DADA respectively, and AEEBBFFCCGGDDHHA=1\frac{AE}{EB}\cdot\frac{BF}{FC}\cdot \frac{CG}{GD}\cdot \frac{DH}{HA}=1 ;
ii) The points A,B,CA,B,C and DD lie on sides H1E1,E1F1,F1,G1H_1E_1,E_1F_1,F_1,G_1 and G1H1G_1H_1 respectively, and E1F1EF,F1G1FG,G1H1GH,H1E1HEE_1F_1||EF,F_1G_1||FG,G_1H_1||GH,H_1E_1||HE .

Suppose that E1AAH1=λ\frac{E_1A}{AH_1}=\lambda . Find an expression for F1CCG1\frac{F_1C}{CG_1} in terms of λ\lambda .

*Xiong Bin*

EFGH,ABCDEFGH,ABCDE1F1G1H1E_1F_1G_1H_1 为三个凸四边形,满足:

i) 点E,F,GE,F,GHH分别位于边AB,BC,CDAB,BC,CDDADA上,并且AEEBBFFCCGGDDHHA=1\frac{AE}{EB}\cdot\frac{BF}{FC}\cdot \frac{CG}{GD}\cdot \frac{DH}{HA}=1
ii) 点 A,B,CA,B,CDD 分别位于边 H1E1,E1F1,F1,G1H_1E_1,E_1F_1,F_1,G_1G1H1G_1H_1 上,以及 E1F1EF,F1G1FG,G1H1GH,H1E1HEE_1F_1||EF,F_1G_1||FG,G_1H_1||GH,H_1E_1||HE

假设 E1AAH1=λ\frac{E_1A}{AH_1}=\lambda 。根据 λ\lambda 找到 F1CCG1\frac{F_1C}{CG_1} 的表达式。

*熊斌*

提示 1

先把题面里的关系改写成一个干净的代数对象。

提示 2

寻找不变量、对称式或一个可以降次数的替换。

提示 3

最后用判别式、因式分解或单调性把所有可能排完。

完整解答

题面已直接收录。先把 2004 年 CMO 第 2 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。