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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / S10 · geometry

2005 IMO Shortlist S10

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 S10 geometry

Let ABCABC be a triangle, and MM the midpoint of its side BCBC . Let γ\gamma be the incircle of triangle ABCABC . The median AMAM of triangle ABCABC intersects the incircle γ\gamma at two points KK and LL . Let the lines passing through KK and LL , parallel to BCBC , intersect the incircle γ\gamma again in two points XX and YY . Let the lines AXAX and AYAY intersect BCBC again at the points PP and QQ . Prove that BP=CQBP = CQ .

设 ABCABC 为三角形,MM 为其边 BCBC 的中点。设 γ\gamma 为三角形 ABCABC 的内切圆。三角形 ABCABC 的中线 AMAM 与内切圆 γ\gamma 相交于两点 KK 和 LL 。让穿过 KK 和 LL 的线与 BCBC 平行,再次与内切圆 γ\gamma 相交于两个点 XX 和 YY 。让线 AXAX 和 AYAY 再次与 BCBC 相交于点 PP 和 QQ 处。证明 BP=CQBP = CQ 。

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 S10 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?