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2009第五十届 IMO试题

02月05日 编辑 39baobao.com

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答案:

1:证明:延长 OP 交 ABC 外接圆于 P1,P2,延长 OQ 交 ABC 外接圆于 Q1,Q2,不失一般性可以假设 P1,Q1 分别是离 P,Q 较近的交点。

PQ于KLM外接圆相切 = 角LKM = 角LMP = 角QPA 和 角KLM = 角KMQ = 角PQA = APQ 与 MKL相似 = AP/AQ = MK/ML = QB/PC = AP*PC = AQ*BQ。由于 PP1*PP2 = AP*PC 和 QQ1*QQ2 = AQ*QB,所以 PP1*PP2 = QQ1*QQ2。而 PP1+PP2 与 QQ1+QQ2 都等于 ABC 外接圆直径,于是 PP1 = QQ1,从而 OP = OQ

2:证明:假如 BE 与 CA 垂直,那么容易得出 ABC 是等边三角形,从而 角CAB = 60度。

假如 BE 与 CA不垂直,那么假设 ABC 的内心为 I(BE 与 AD 的交点),作 IF 垂直于AC。可以得到 F 与 E 不重合,而由对称性可知 角IFK = 角IDK = 45度,从而 角IFK = 角IEK,因此 I, K, F, E 四点共圆,因此 CK*CI = CF*CE = CD*CE。这等价于 CK/CD = CE/CI。而 CI是角平分线,因此 三角形CKD 与 三角形 CEI 相似,所以 角CIE = 角 CDK = 45 度。从而可以得出 三角形ABC 的两个底角等于 45度,而 角CAB 等于90度。

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