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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / S18 · geometry

2004 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 2004 S18 geometry

For a given triangle ABCABC , let XX be a variable point on the line BCBC such that CC lies between BB and XX and the incircles of the triangles ABXABX and ACXACX intersect at two distinct points PP and Q.Q. Prove that the line PQPQ passes through a point independent of XX .

对于给定的三角形 ABCABC ,令 XX 为直线 BCBC 上的变量点,使得 CC 位于 BBXX 之间,并且三角形 ABXABXACXACX 的内圆在两个不同的点 PPQQ 处相交。证明直线证明直线PQ通过独立于通过独立于X$ 的点。

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 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?