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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / G2 · geometry

2016 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 2016 G2 geometry

Let ABCA B C be a triangle with circumcircle Γ\Gamma and incentre II. Let MM be the midpoint of side BCB C. Denote by DD the foot of perpendicular from II to side BCB C. The line through II perpendicular to AIA I meets sides ABA B and ACA C at FF and EE respectively. Suppose the circumcircle of triangle AEFA E F intersects Γ\Gamma at a point XX other than AA. Prove that lines XDX D and AMA M meet on Γ\Gamma.

ABCA B C 为外接圆Γ\Gamma 和心II 的三角形。令 MMBCB C 边的中点。用 DD 表示从 II 到边 BCB C 的垂直线的脚。通过 II 垂直于 AIA I 的线分别在 FFEE 处与边 ABA BACA C 相交。假设三角形 AEFA E F 的外接圆与 Γ\Gamma 相交于 XX 点,而不是 AA。证明XDX D 线和AMA M 线在Γ\Gamma 上相交。

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。2016 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?