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2019CMOP2

2022-12-30 18:48 作者:_sin45_  | 我要投稿



2019CMOP2

這道題是2019年中國數(shù)學(xué)奧林匹克(CMO)第一天第二題,個人認(rèn)為難度適中,但結(jié)論很漂亮,圖形較為對稱。有很多人對此題做出了解答,直到2022年,都一直有人在提供新的方法。以下是我的方法與思路。


我的解答方法與思路

第一步?梳理題目

A、B、C容易得出。AD是角平分線,D這點(diǎn)又和AB、AC作出兩個外接圓,此時(shí)這個D點(diǎn)可能就是題目的重點(diǎn)了。接下來PQ、PR切兩個外接圓,這兩條切線暫不確定有何作用,但至少可以看到A、D、B、Q和A、D、C、R兩個四點(diǎn)共圓。接下來這個交點(diǎn)K比較難以捉摸。但接下來作過K的平行線又給了這題極大的發(fā)揮空間。平行線交于E、L、F,這三點(diǎn)也比較難以挖掘它們的性質(zhì),最后要證的是EL=FK這個有意思的結(jié)論。

對于整體框架來看,這題很對稱,圖很美觀,結(jié)論也是對稱的,知道一個結(jié)論就能同理得到另一邊的結(jié)論。

第二步?整理思路

既然E、L、K、F四點(diǎn)暫時(shí)較難處理,那我們就暫且放下,先看看其它部分,能不能發(fā)現(xiàn)一些結(jié)論。

四點(diǎn)共圓

化簡后的題目可以從等角或四點(diǎn)共圓入手。并由于沒有發(fā)現(xiàn)可以直接突破的等角,于是我們考慮從四點(diǎn)共圓入手。我們已知兩個四點(diǎn)共圓,并且是對稱的。我們很容易能想到B、C、P、Q四點(diǎn)共圓。那么共圓之后呢?

為了盡快解決這三個圓的大麻煩,可以想到根心定理。

根心定理

這下這道題就簡單多了,因?yàn)閳A的部分全都消去了,只剩下了直線部分,自然就簡單了。更好的是,題目中給出了平行線,所以這就是個初中學(xué)的很常規(guī)的平行線導(dǎo)比問題,運(yùn)用線束模型一通導(dǎo)比猛如虎,直接證出!

線束模型


但是此時(shí)我們回頭看一下,我們證明四點(diǎn)共圓是為了用根心定理證明三線共點(diǎn),那么我們能不能直接證明三線共點(diǎn)呢?證明三線共點(diǎn),我們可以使用同一法。假設(shè)QB、AD交于X1,RC、AD交于X2,只要證出X1=X2,就可以證出QB、RC、AD三線共點(diǎn)。這個重合可以通過等比得到。此時(shí)可以選用面積法,結(jié)合根軸的等冪性質(zhì)和內(nèi)角平分線定理,導(dǎo)比得出答案。


最后,完整過程如下。

解題過程


總結(jié)一下,這題大部分人都能直接看出B、C、Q、R四點(diǎn)共圓,CMO的選手應(yīng)該也不難想到根心定理得到三線共點(diǎn),這是一種做題方式。我個人選擇的是通過同一法直接得到三線共點(diǎn)。其實(shí)是大同小異的,但也算是提供一種新的思路。






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