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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / G6 · geometry

2023 IMO Shortlist G6

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 2023 G6 geometry

Let ABCA B C be an acute-angled triangle with circumcircle ω\omega. A circle Γ\Gamma is internally tangent to ω\omega at AA and also tangent to BCB C at DD. Let ABA B and ACA C intersect Γ\Gamma at PP and QQ respectively. Let MM and NN be points on line BCB C such that BB is the midpoint of DMD M and CC is the midpoint of DND N. Lines MPM P and NQN Q meet at KK and intersect Γ\Gamma again at II and JJ respectively. The ray KAK A meets the circumcircle of triangle IJKI J K at XKX \neq K.  Prove that BXP=CXQ\text { Prove that } \angle B X P=\angle C X Q \text {. }

ABCA B C 为外接圆 ω\omega 的锐角三角形。圆 Γ\GammaAA 处与 ω\omega 内切,并且在 DD 处与 BCB C 内切。令ABA BACA C 分别与Γ\Gamma 相交于PPQQ。令 MMNN 为线 BCB C 上的点,使得 BBDMD M 的中点,CCDND N 的中点。线 MPM PNQN QKK 处相交,并分别在 IIJJ 处再次与 Γ\Gamma 相交。射线 KAK AXKX \neq K 处与三角形 IJKI J K 的外接圆相交。  证明 BXP=CXQ\text { 证明 } \angle B X P=\angle C X Q \text {. }

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。2023 年 IMO Shortlist G6 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?