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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / G7 · geometry

2007 IMO Shortlist G7

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 2007 G7 geometry

Given an acute triangle ABCA B C with angles α,β\alpha, \beta and γ\gamma at vertices A,BA, B and CC, respectively, such that β>γ\beta>\gamma. Point II is the incenter, and RR is the circumradius. Point DD is the foot of the altitude from vertex AA. Point KK lies on line ADA D such that AK=2RA K=2 R, and DD separates AA and KK. Finally, lines DID I and KIK I meet sides ACA C and BCB C at EE and FF, respectively. Prove that if IE=IFI E=I F then β3γ\beta \leq 3 \gamma. (Iran)

给定一个锐角三角形 ABCA B C,其角 αβ\alpha、\betaγ\gamma 分别位于顶点 ABA、BCC,使得 β>γ\beta>\gamma。点II是内心,RR是外接圆半径。点 DD 是从顶点 AA 开始的高度的脚。点KK位于线ADA D上,使得AK=2RA K=2 R,并且DD分隔AAKK。最后,线 DID IKIK I 分别在 EEFF 处与 ACA CBCB C 相交。证明如果 IE=IFI E=I Fβ3γ\beta \leq 3 \gamma。 (伊朗)

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。2007 年 IMO Shortlist G7 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?