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1998 USAMO 第 2 题

题面据 USAMO 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。

USAMO 1998 P2 geometry

Let C1{\cal C}_1 and C2{\cal C}_2 be concentric circles, with C2{\cal C}_2 in the interior of C1{\cal C}_1. From a point AA on C1{\cal C}_1 one draws the tangent ABAB to C2{\cal C}_2 (BC2B\in {\cal C}_2). Let CC be the second point of intersection of ABAB and C1{\cal C}_1, and let DD be the midpoint of ABAB. A line passing through AA intersects C2{\cal C}_2 at EE and FF in such a way that the perpendicular bisectors of DEDE and CFCF intersect at a point MM on ABAB. Find, with proof, the ratio AM/MCAM/MC.

C1{\cal C}_1C2{\cal C}_2 为同心圆,C2{\cal C}_2 位于C1{\cal C}_1 的内部。从 C1{\cal C}_1 上的点 AA 绘制到 C2{\cal C}_2 的切线 ABAB(BC2B\in {\cal C}_2)。令CCABABC1{\cal C}_1 的第二个交点,并令DDABAB 的中点。穿过 AA 的直线在 EEFF 处与 C2{\cal C}_2 相交,使得 DEDECFCF 的垂直平分线在 ABAB 上的点 MM 处相交。有证据地求出比率 AM/MCAM/MC

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。1998 年 USAMO P2 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?