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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / G7 · geometry

2012 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 2012 G7 geometry

Let ABCDA B C D be a convex quadrilateral with non-parallel sides BCB C and ADA D. Assume that there is a point EE on the side BCB C such that the quadrilaterals ABEDA B E D and AECDA E C D are circumscribed. Prove that there is a point FF on the side ADA D such that the quadrilaterals ABCFA B C F and BCDFB C D F are circumscribed if and only if ABA B is parallel to CDC D.

ABCDA B C D 为具有非平行边 BCB CADA D 的凸四边形。假设边 BCB C 上有一点 EE,使得四边形 ABEDA B E DAECDA E C D 外接。证明ADA D 边上有一点FF,使得四边形ABCFA B C FBCDFB C D F 外接当且仅当ABA BCDC D 平行。

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。2012 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?