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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / S13 · geometry

2000 IMO Shortlist S13

题面据 IMO Shortlist 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。

IMO Shortlist 2000 S13 geometry

Let OO be the circumcenter and HH the orthocenter of an acute triangle ABCABC . Show that there exist points DD , EE , and FF on sides BCBC , CACA , and ABAB respectively such that OD+DH=OE+EH=OF+FHOD + DH = OE + EH = OF + FH and the lines ADAD , BEBE , and CFCF are concurrent.

OO 为锐角三角形 ABCABC 的外心,HH 为垂心。证明 BCBCCACAABAB 边上分别存在点 DDEEFF ,使得 OD+DH=OE+EH=OF+FHOD + DH = OE + EH = OF + FH 与线 ADADBEBECFCF 并发。

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。2000 年 IMO Shortlist S13 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?