灯下 登录

2004 USAMO 第 6 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 2004 P6 geometry

A circle ω\omega is inscribed in a quadrilateral ABCDABCD. Let II be the center of ω\omega. Suppose that

(AI+DI)2+(BI+CI)2=(AB+CD)2.(AI + DI)^2 + (BI + CI)^2 = (AB + CD)^2.

Prove that ABCDABCD is an isosceles trapezoid.

ω\omega 内接于四边形 ABCDABCD。设IIω\omega的中心。假设

(AI+DI)2+(BI+CI)2=(AB+CD)2(AI + DI)^2 + (BI + CI)^2 = (AB + CD)^2。

证明ABCDABCD是等腰梯形。

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。2004 年 USAMO P6 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?