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。
Let be a point inside triangle . Let meet at , let meet at , and let meet at . Let be the point such that is the midpoint of , let be the point such that is the midpoint of , and let be the point such that is the midpoint of . Prove that points , and cannot all lie strictly inside the circumcircle of triangle . (Australia)
令 为三角形 内的一点。让 在 与 相交,让 在 与 相交,并让 在 与 相交。令 为点,使得 为 的中点,令 为点,使得 为 的中点,并令 为点,使得 为 的中点。证明点 和 不能全部严格位于三角形 的外接圆内。 (澳大利亚)
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。2019 年 IMO Shortlist G4 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?