2023USAMO的兩道幾何題
先來看第一題:


非常基礎(chǔ)的一個(gè)小問題。只需證NM⊥BC。欲刻畫NM方向,考慮中位線:倍長AM至A',則只需證A'D⊥BC,注意到A'、D、H、C四點(diǎn)共圓即證(Reim定理)。接下來放出完整過程:


本題比較簡單,方法不只這一種,不過這種方法應(yīng)該是比較本質(zhì)的。
再來看第六題:


非常漂亮的一個(gè)問題。對于點(diǎn)F的性質(zhì)還是比較基礎(chǔ)的:△ADX∽△AIF、△ADI∽△AXF(當(dāng)然,由于三角形內(nèi)心、旁心的地位相同,因此也有△ADZ∽△AYF、△AZF∽△AYD)。因此考慮同一法:在BC上取F滿足∠FAC=∠BAD,證明F在圓(ZDY)、圓(IDX)的根軸上。(消E)

要證明F在兩圓根軸上,比較基礎(chǔ)的思路是取出IF與圓(IDX)的第二交點(diǎn)G、YF與圓(ZDY)的第二交點(diǎn)H,去證I、H、G、Y四點(diǎn)共圓。
似乎目前只能將問題轉(zhuǎn)化到這一步,我們考慮導(dǎo)角挖掘性質(zhì):由相似有180-∠IGX=∠IDX=∠ADX-∠ADI=∠AIF-∠AXF=∠IFX=180-∠XFG亦即XF=XG,同理ZF=ZH。這應(yīng)該是比較重要的。

到了這一步,考慮做XN⊥IF,ZM⊥YF,則只需證I、M、N、Y四點(diǎn)共圓(消圓(IDX)、圓(ZDY)、點(diǎn)G、H)。而注意到I、B、X、N、C;Z、B、M、C、Y其實(shí)五點(diǎn)共圓。用根心定理即證,接下來放出完整過程:



兩道題都很不錯(cuò)。