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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / S01 · geometry

2002 IMO Shortlist S01

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 2002 S01 geometry

Let BB be a point on a circle S1S_1 , and let AA be a point distinct from BB on the tangent at BB to S1S_1 . Let CC be a point not on S1S_1 such that the line segment ACAC meets S1S_1 at two distinct points. Let S2S_2 be the circle touching ACAC at CC and touching S1S_1 at a point DD on the opposite side of ACAC from BB . Prove that the circumcentre of triangle BCDBCD lies on the circumcircle of triangle ABCABC .

BB 为圆 S1S_1 上的一点,并令 AABBS1S_1 切线上与 BB 不同的点。令 CC 为不在 S1S_1 上的点,使得线段 ACAC 在两个不同的点处与 S1S_1 相交。令 S2S_2 为在 CC 处接触 ACAC 并在 BBACAC 相对侧的 DD 处接触 S1S_1 的圆。证明三角形 BCDBCD 的外接心位于三角形 ABCABC 的外接圆上。

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。2002 年 IMO Shortlist S01 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?