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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / S17 · geometry

2005 IMO Shortlist S17

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 S17 geometry

Let ABC\triangle ABC be an acute-angled triangle with ABACAB \not= AC . Let HH be the orthocenter of triangle ABCABC , and let MM be the midpoint of the side BCBC . Let DD be a point on the side ABAB and EE a point on the side ACAC such that AE=ADAE=AD and the points DD , HH , EE are on the same line. Prove that the line HMHM is perpendicular to the common chord of the circumscribed circles of triangle ABC\triangle ABC and triangle ADE\triangle ADE .

ABC\triangle ABC 为锐角三角形,且 ABACAB \not= AC 。令 HH 为三角形 ABCABC 的重心,并令 MM 为边 BCBC 的中点。设 DDABAB 边上的点,EEACAC 边上的点,使得 AE=ADAE=AD 和点 DDHHEE 在同一条线上。证明直线 HMHM 垂直于三角形 ABC\triangle ABC 和三角形 ADE\triangle ADE 的外接圆的公共弦。

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 S17 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?