2017数学竞赛命题研讨会材料汇总 - 图文(7)

2019-02-28 22:28

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几何

几何1(复旦附中李朝晖、施柯杰、肖恩利)

已知锐角?ABC,AC?BC,点K,N在边AC上,点M,L在边BC上,且

11BC?AN?CK?CL?BM?AC. KL与MN交于点P. 点R为边BC的中点,22点Q为?ABC外接圆上弧ACB的中点. 求证:?RPN??QPK.

证明:延长MN、KL分别交BC于点X、Y. 由梅涅劳斯定理,直线MN、KL截?ABC得:

BXANCMAYBLCK(1) ???1???XANCMBYBLCKA由条件:AN?CK,NC?KA,CM?BL,MB?LC.

BXBY代入(1)得:, ?XAYA进而:AX?BY(2)

因为R为边BC的中点,Q为?ABC外接圆上弧ACB的中点,所以QR为线段AB的中垂线,结合(2)可知QR为线段XY的中垂线.

因为QA?QB,AN?BM,?QAN??QBM,所以?QAN??QBM, 所以QM?QN,?MQA??BQA??ACB,进而M,C,Q,N四点共圆. 所以?QCM??QNX. 又?QCM??QAX, 可得?QAX??QNX,可得Q,N,A,X四点共圆,

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?ABC??CAB.

22???ACB?ABC??CAB又?KYX??CBA??BLY??CBA? ?22所以?QXN??QAC??QAB??CAB????ACB??CAB?所以?QXN??KYX,由QX?QY,所以:?PXY??PYQ

所以QX,QY为?PXY的外接圆的切线,所以QP为?PXY的陪位中线, 所以:?QPK??XPR??RPN.

几何2(湖南师大附中苏林)

已知I是?ABC内心,过I作BC的垂线,交?ABC的外接圆于D、E(D、A在BC同侧),延长DA交直线BC于F,过I作AE的垂线交直线BC于G.

求证:?DFI??EGI.

证明:引理:F是⊙O的弦BC延长线上一点,D是弧BC中点,弦交弦BC于

G,DF交圆于D、H,则DC2?DH?DF?DG?DE.

引理的证明:连结CE、CH.

因为D是弧BC中点,所以?E??BCD,因此,所以DC?DGC∽?DCE2?DG?DE.

因为弧DH?弧DC?弧HC=弧BD-弧HC,

所以?DCH??BCD??CDH??F, 因此?DHC∽?DCF, 所以DC?DH?DF?DG?DE.

回到原题:

延长AI交⊙O于P,设BC于DE的交点为M,连结DF交BC于L,延长DO交⊙O于K.下证P、E、G三点共线:

延长PE交BC延长线于G?,连结IG?交AE于N.

由鸡爪定理及引理知PI?PC?PE?PG?,

故?PEI∽?PIG?,

故?PIE??PG?I,于是?IAE??IEA??BG?E??IG?B, 而?IAE??PCE??BG?E, 所以?MEN??MG?N,

因此M、E、G?、N四点共圆.

而?EMG?= 90?,所以IG??AE, 因此G?即G,

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222所以P、E、G三点共线.

再证LI?DF:由鸡爪定理及引理知:

PI2?PC2?PL?PD,

所以?PLI∽?PID,从而?LIP??IDP, 因此?DLI??DPA??LIP??DPA??EDP. 所以?DLI??LDF??DPA??ADE?2?EDP. 在?DBC中熟知DO、DE是等角线,

从而?DLI??LDF??DFA??ADE??EDK= 90?. 所以LI?DF.

最后证明?DFI??EGI:

由LI?DF、DI?LF知I是?DLF垂心, 所以?DLI??DFI?90???LDF. 因为?IGL??DEA??DPA, 所以L、P、G、I四点共圆. 从而?DLI??EGI. 所以?DFI??EGI.

几何3(湖南师大附中苏林)

⊙O2相切,如图,⊙O1、且均与⊙O切,⊙O的弦径AB⊙O2的外公切线,⊙O1、⊙O2的两条外公切线是⊙O1、且D、F、CD、EF分别交AB于C、E,D、F在⊙O上,

O1、O2均不在直线AB同侧,EF交AD于P,CD交BF于Q.

求证:PQ∥AB.

证明:分别延长FE、DC交⊙O于T、S,连结SA、SB、TA、TB.

⊙O2分别切AB于K、L,切SD于U、V,切FT于Y、X. 设⊙O1、对⊙O1及点圆⊙A、⊙S、⊙B用开世定理有:

SA?BK?SB?AK?AB?SU.

对⊙O2及点圆⊙A、⊙S、⊙B用开世定理有:

SA?BL?SB?AL?AB?SV.

两式相减得:SA?KL?SB?KL??AB?UV, AB?UV从而SB?SA?.

KLAB?XY同理:TB?TA??.

KL30

而UV?XY,故SB?SA??(TB?TA).

易知:当点G沿弧BSA从B到A时,GB?GA的值单调递增, 当且仅当GG?∥AB时,GB?GA??(G?B?G?A).

故ST∥AB.从而?ADS??BFT.所以F、P、Q、D四点共圆. 因此?FQP??FDP??FBA.所以PQ∥AB.

几何4(郑州一中张甲)

已知圆O1与圆O2外切,P为圆O1上一点,PA,PB分别且圆O2于A,B两点,

M为AB中点,OC垂直PA交圆O1于点C,PB交圆O1于点D. 1求证:C,D,M三点共线.

AAO2O1MO1SMO2DPCBDTB PC

证明:设圆O1,圆O2切于点S,则O1,S,O2三点共线,P,M,O2三点共线. 由OC?AP,O2A?AP可得A,S,C三点共线. 111要证C,D,M三点共线,即证:?SDM??CO1S??AO2S??ABS??SBM,

22即证:S,D,B,M四点共圆.

设过S的圆O1,圆O2的公切线交PB于T.

则?DSM??DBM??DST?90??MSO2?90??MBO2

?180???DST??MSO2??MBO2?,

于是S,D,B,M四点共圆等价于?DST??MSO2??MBO2, 而O2A2?O2S2?O2M?O2P,?MSO2??SPO2

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