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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / G1 · geometry

2024 IMO Shortlist G1

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。 PDF:https://www.imo-official.org/problems/IMO2024SL.pdf。

IMO Shortlist 2024 G1 geometry

Let ABCDABCD be a cyclic quadrilateral such that AC<BD<ADAC<BD<AD and DBA<90\angle DBA<90^\circ. Point EE lies on the line through DD parallel to ABAB such that EE and CC lie on opposite sides of line ADAD, and AC=DEAC=DE. Point FF lies on the line through AA parallel to CDCD such that FF and CC lie on opposite sides of line ADAD, and BD=AFBD=AF.

Prove that the perpendicular bisectors of segments BCBC and EFEF intersect on the circumcircle of ABCDABCD.

ABCDABCD 为圆内接四边形,且 AC<BD<ADAC<BD<ADDBA<90\angle DBA<90^\circ。点 EE 在过 DD 且平行于 ABAB 的直线上,使得 EECC 位于直线 ADAD 的两侧,并且 AC=DEAC=DE。点 FF 在过 AA 且平行于 CDCD 的直线上,使得 FFCC 位于直线 ADAD 的两侧,并且 BD=AFBD=AF

证明线段 BCBCEFEF 的垂直平分线相交于 ABCDABCD 的外接圆上。

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。2024 年 IMO Shortlist G1 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?