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2019 Putnam A2

题面据 Putnam 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://kskedlaya.org/putnam-archive/2019.pdf。

Putnam 2019 A2 geometry

In the triangle ABC\triangle ABC, let GG be the centroid, and let II be the center of the inscribed circle.

Let α\alpha and β\beta be the angles at the vertices AA and BB, respectively.

Suppose that the segment IGIG is parallel to ABAB and that β=2tan1(1/3)\beta = 2 \tan^{-1} (1/3). Find α\alpha.

在三角形ABC\triangle ABC中,设GG为质心,II为内接圆的圆心。

α\alphaβ\beta 分别为顶点 AABB 处的角度。

假设线段 IGIGABAB 平行,且 β=2tan1(1/3)\beta = 2 \tan^{-1} (1/3)。找到α\alpha

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 Putnam A2 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?