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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / G5 · geometry

2011 IMO Shortlist G5

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 2011 G5 geometry

Let ABCA B C be a triangle with incenter II and circumcircle ω\omega. Let DD and EE be the second intersection points of ω\omega with the lines AIA I and BIB I, respectively. The chord DED E meets ACA C at a point FF, and BCB C at a point GG. Let PP be the intersection point of the line through FF parallel to ADA D and the line through GG parallel to BEB E. Suppose that the tangents to ω\omega at AA and at BB meet at a point KK. Prove that the three lines AE,BDA E, B D, and KPK P are either parallel or concurrent.

ABCA B C 是一个三角形,其内心为II,外接圆为ω\omega。令 DDEE 分别为 ω\omega 与线 AIA IBIB I 的第二个交点。和弦 DED E 在点 FF 处与 ACA C 相交,在点 GG 处与 BCB C 相交。令 PP 为通过 FF 平行于 ADA D 的直线与通过 GG 平行于 BEB E 的直线的交点。假设 ω\omegaAABB 处的切线在点 KK 处相交。证明三条线 AEBDA E、B DKPK P 是平行的或并发的。

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。2011 年 IMO Shortlist G5 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?