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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / G8 · geometry

2020 IMO Shortlist G8

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 2020 G8 geometry

Let Γ\Gamma and II be the circumcircle and the incenter of an acute-angled triangle ABCA B C. Two circles ωB\omega_{B} and ωC\omega_{C} passing through BB and CC, respectively, are tangent at II. Let ωB\omega_{B} meet the shorter arc ABA B of Γ\Gamma and segment ABA B again at PP and MM, respectively. Similarly, let ωC\omega_{C} meet the shorter arc ACA C of Γ\Gamma and segment ACA C again at QQ and NN, respectively. The rays PMP M and QNQ N meet at XX, and the tangents to ωB\omega_{B} and ωC\omega_{C} at BB and CC, respectively, meet at YY. Prove that the points A,XA, X, and YY are collinear. (Netherlands)

Γ\GammaII 为锐角三角形ABCA B C 的外接圆和内心。分别经过BBCC的两个圆ωB\omega_{B}ωC\omega_{C}II处相切。让ωB\omega_{B}Γ\Gamma的较短弧ABA B相交,并分别在PPMM处再次分段ABA B。类似地,让ωC\omega_{C}Γ\Gamma的较短弧ACA C相交,并分别在QQNN处再次分段ACA C。射线PMP MQNQ N 相交于XXωB\omega_{B}ωC\omega_{C} 的切线分别在BBCC 相交于YY。证明点 AXA、XYY 共线。 (荷兰)

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。2020 年 IMO Shortlist G8 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?