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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / G8 · geometry

2006 IMO Shortlist G8

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 2006 G8 geometry

Let ABCDA B C D be a convex quadrilateral. A circle passing through the points AA and DD and a circle passing through the points BB and CC are externally tangent at a point PP inside the quadrilateral. Suppose that PAB+PDC90 and PBA+PCD90\angle P A B+\angle P D C \leq 90^{\circ} \quad \text { and } \quad \angle P B A+\angle P C D \leq 90^{\circ} \text {. } Prove that AB+CDBC+ADA B+C D \geq B C+A D. (Poland)

ABCDA B C D 为凸四边形。通过点 AADD 的圆以及通过点 BBCC 的圆在四边形内部的点 PP 处外切。假设 \angle P A B+\angle P D C \leq 90^{\circ} \quad \text { 和 } \quad \angle P B A+\angle P C D \leq 90^{\circ} \text {。证明AB+CDBC+ADA B+C D \geq B C+A D。 (波兰)

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。2006 年 IMO Shortlist G8 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?