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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / S14 · geometry

2004 IMO Shortlist S14

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 2004 S14 geometry

Given a cyclic quadrilateral ABCDABCD , let MM be the midpoint of the side CDCD , and let NN be a point on the circumcircle of triangle ABMABM . Assume that the point NN is different from the point MM and satisfies ANBN=AMBM\frac{AN}{BN}=\frac{AM}{BM} . Prove that the points EE , FF , NN are collinear, where E=ACBDE=AC\cap BD and F=BCDAF=BC\cap DA .

*Proposed by Dusan Dukic, Serbia and Montenegro*

给定一个循环四边形 ABCDABCD ,令 MM 为边 CDCD 的中点,并令 NN 为三角形 ABMABM 外接圆上的点。假设点NN与点MM不同并且满足ANBN=AMBM\frac{AN}{BN}=\frac{AM}{BM}。证明点 EEFFNN 共线,其中 E=ACBDE=AC\cap BDF=BCDAF=BC\cap DA

*由塞尔维亚和黑山杜桑·杜基奇提议*

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。2004 年 IMO Shortlist S14 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?