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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / S18 · geometry

2000 IMO Shortlist S18

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 S18 geometry

In the plane we are given two circles intersecting at XX and YY . Prove that there exist four points with the following property:

(P) For every circle touching the two given circles at AA and BB , and meeting the line XYXY at CC and DD , each of the lines ACAC , ADAD , BCBC , BDBD passes through one of these points.

在平面中,我们有两个相交于 XXYY 的圆。证明存在四个具有以下性质的点:

(P) 对于在 AABB 处接触两个给定圆的每个圆,并在 CCDD 处与线 XYXY 相交,每条线 ACACADADBCBCBDBD 通过这些点之一。

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 S18 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?