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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / S08 · geometry

2005 IMO Shortlist S08

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 2005 S08 geometry

Given a triangle ABCABC satisfying AC+BC=3ABAC+BC=3\cdot AB . The incircle of triangle ABCABC has center II and touches the sides BCBC and CACA at the points DD and EE , respectively. Let KK and LL be the reflections of the points DD and EE with respect to II . Prove that the points AA , BB , KK , LL lie on one circle.

*Proposed by Dimitris Kontogiannis, Greece*

给定一个三角形 ABCABC 满足 AC+BC=3ABAC+BC=3\cdot AB 。三角形 ABCABC 的内切圆以 II 为圆心,并分别在 DDEE 处与边 BCBCCACA 相切。令 KKLL 为点 DDEE 相对于 II 的反射。证明点 AABBKKLL 位于一个圆上。

*由希腊 Dimitris Kontogiannis 提出*

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。2005 年 IMO Shortlist S08 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?