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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / G2 · geometry

2008 IMO Shortlist G2

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 2008 G2 geometry

Given trapezoid ABCDA B C D with parallel sides ABA B and CDC D, assume that there exist points EE on line BCB C outside segment BCB C, and FF inside segment ADA D, such that DAE=CBF\angle D A E=\angle C B F. Denote by II the point of intersection of CDC D and EFE F, and by JJ the point of intersection of ABA B and EFE F. Let KK be the midpoint of segment EFE F; assume it does not lie on line ABA B. Prove that II belongs to the circumcircle of ABKA B K if and only if KK belongs to the circumcircle of CDJC D J.

给定梯形 ABCDA B C D,其边 ABA BCDC D 平行,假设在线段 BCB C 外部存在点 EE,在线段 ADA D 内部存在点 FF,使得 DAE=CBF\angle D A E=\angle C B FII 表示CDC DEFE F 的交点,JJ 表示ABA BEFE F 的交点。设KK为线段EFE F的中点;假设它不在 ABA B 线上。证明II 属于ABKA B K 的外接圆当且仅当KK 属于CDJC D J 的外接圆。

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。2008 年 IMO Shortlist G2 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?