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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / G5 · geometry

2024 IMO Shortlist G5

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 G5 geometry

Let ABCABC be a triangle with incentre II, and let Ω\Omega be the circumcircle of triangle BICBIC. Let KK be a point in the interior of segment BCBC such that BAK<KAC\angle BAK<\angle KAC. The angle bisector of BKA\angle BKA intersects Ω\Omega at points WW and XX such that AA and WW lie on the same side of BCBC, and the angle bisector of CKA\angle CKA intersects Ω\Omega at points YY and ZZ such that AA and YY lie on the same side of BCBC.

Prove that WAY=ZAX\angle WAY=\angle ZAX.

ABCABC 为三角形,内心为 IIΩ\Omega 为三角形 BICBIC 的外接圆。设 KK 为线段 BCBC 内部一点,且 BAK<KAC\angle BAK<\angle KACBKA\angle BKA 的角平分线与 Ω\Omega 交于 W,XW,X 两点,其中 AAWW 位于 BCBC 的同侧;CKA\angle CKA 的角平分线与 Ω\Omega 交于 Y,ZY,Z 两点,其中 AAYY 位于 BCBC 的同侧。

证明 WAY=ZAX\angle WAY=\angle ZAX

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 G5 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?