EGMO2017中的问题1

它是关于什么的?

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问题

EGMO2017中的问题1,问题

解决方案1

解决方案的主要设备是角钢追逐角钢追逐的主要配置是直角三角形:

EGMO2017中的问题1,直角三角形中的角度

因为在任何直角三角形中,圆心都是斜边的中点,$\角度YOZ=2\角度YXZ,\,$是同一圆弧所对的中心角和内接角。

要返回问题,假设$\angle ADC\gt\angle ABC(在$\angle ADC\lt\angle ABC\,$完全类似的情况下;如果$\angel ADC=\angle ABC,$$ABCD\,$是一个矩形,则圆退化为一条直线,并且四个点$a,\,$$M,$$N,\,$和$C\,$$共线。)

EGMO2017中的问题1,证据

现在,在$\Delta ABD中,$$\angle AMD=2\angle ABD,$,在$\ Delta BCD中,$$\angel CMD=2\\angle CBD,$这样

$\angle AMC=2\angle ABC$

在$\Delta PAS中,\,$$\angle ANS=2\angle APN\,$,在$\Delta QCR中,\

$\开始{align}\angle ANC&=2(\angle APN+\angle CQR)\\&=2(180^{\circ}-\angle PBQ)=2\angle ABC=\angle AMC。\结束{对齐}$

最后,$\angle ANC=\angle AMC,$表示它们是内切到同一个圆上因此,点$A、\、$$M、$$N、\、$和$C、$实际上是非循环的。

解决方案2

让$\hat{x}$、$\hat{y}$、$1\hat}u}$和$\hat-{v}$分别是沿$\vec{AP}$、$\vec}AS}$、美元\vec10CR}$和美元\vec{CQ}$的单位向量$(\hat{u},\hat}v})$和$(\hat{x},\ hat{y})@是两个固定的正交系统,因此可以通过正交变换进行关联:

$\显示样式\开始{align}\hat{u}&=\ cos \ xi \ hat{x}+\ sin \ xi \ hat{y}\\\hat{v}&=-\sin\xi\hat{x}+\cos\xi\hat{y}。\结束{对齐}$

这里,$\xi$是$\hat{x}$和$\hat{u}$之间的角度。

假设$CRQ$和$APS$的外接圆半径分别为$r$和$r$。设$\angle CNR=2\alpha$和$\angel ANS=2\beta$。因此,

$\displaystyle\开始{align}\vec{CR}&=2r\sin\alpha\hat{u}\\\vec{CQ}&=2r\cos\alpha\hat{v}\\\vec{CN}&=r\sin\alpha\hat{u}+r\cos\alpha\hart{v}\\\vec{AS}&=2R\sin\beta\hat{y}\\\vec{AP}&=2R\cos\beta\hat{x}\\\vec{AN}&=R\cos\beta\hat{x}+R\sin\beta\heat{y}\结束{对齐}$

$\显示样式\开始{align}\vec{NS}&=\vec{AS}(美国)-\vec{AN}=-R\cos\beta\hat{x}+R\sin\beta\heat{y}\\\vec{NR}&=\vec{CR}(中文)-\vec{CN}=r\sin\alpha\hat{u} -r(右)\cos\alpha\hat{v}\\&=(r\sin\alpha\cos\xi+r\cos\alpha\sin\xi)\hat{x}+(r\sin\alpha\sin\xi-r\cos\alpha\cos\xi)\hat{y}\\&=r\sin(\alpha+\xi)\hat{x} -r(右)\cos(\alpha+\xi)\hat{y}\结束{对齐}$

$\vec{NR}$和$\vec{NS}$是并行的。因此,

$\显示样式\开始{align}\cos\beta\cos(\alpha+\xi)-\sin\beta\sin\cos(\alpha+\beta+\xi)&=0\结束{对齐}$

因此,$\alpha+\beta=(2K+1)\frac{\pi}{2}-\xi$表示整数$K$。如果$M$被选为$N$的特例,上述分析成立。在这种情况下,$R$和$S$合并为$D$、$Q$和$P$intp$B$。注意,随着$N$不断转换为$M$,积分$K$的值必须保持不变,否则,$\angle CNA=2(\alpha+\beta)$必须进行倍数的阶跃$\pi$。这也意味着$\angle CNA=\angle CMA$。因此,$CNMA$是循环的。

确认

我很感谢Vincent Pantaloni提出这个问题(问题1来自2017年欧洲女子数学奥林匹克)在推特上向我致意,在ООρОμαντκОПτηОΓεωμετПαб(几何浪漫主义)facebook群解决方案2由Amit Itagi撰写

 

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