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2013 USAMO 第 1 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 2013 P1 geometry

In triangle ABCABC, points P,Q,RP,Q,R lie on sides BC,CA,ABBC,CA,AB respectively. Let ωA\omega_A, ωB\omega_B, ωC\omega_C denote the circumcircles of triangles AQRAQR, BRPBRP, CPQCPQ, respectively. Given the fact that segment APAP intersects ωA\omega_A, ωB\omega_B, ωC\omega_C again at X,Y,ZX,Y,Z respectively, prove that YX/XZ=BP/PCYX/XZ=BP/PC.

在三角形ABCABC中,点PQRP、Q、R分别位于边BCCAABBC、CA、AB上。设ωA\omega_AωB\omega_BωC\omega_C分别表示三角形AQRAQRBRPBRPCPQCPQ的外接圆。鉴于线段APAP再次与ωA\omega_AωB\omega_BωC\omega_C相交于X,Y,ZX,Y,Z,证明YX/XZ=BP/PCYX/XZ=BP/PC

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。2013 年 USAMO P1 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?