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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / G8 · geometry

2007 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 2007 G8 geometry

Point PP lies on side ABA B of a convex quadrilateral ABCDA B C D. Let ω\omega be the incircle of triangle CPDC P D, and let II be its incenter. Suppose that ω\omega is tangent to the incircles of triangles APDA P D and BPCB P C at points KK and LL, respectively. Let lines ACA C and BDB D meet at EE, and let lines AKA K and BLB L meet at FF. Prove that points E,IE, I, and FF are collinear. (Poland)

PP 位于凸四边形 ABCDA B C D 的边 ABA B 上。设 ω\omega 为三角形 CPDC P D 的内切圆,设 II 为其内心。假设 ω\omega 分别与三角形 APDA P DBPCB P C 的内切圆在点 KKLL 处相切。让ACA CBDB D 线在EE 处相交,并让AKA KBLB L 线在FF 处相交。证明点 EIE、IFF 共线。 (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。2007 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?