2014 AIME I 第 13 题
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13.
在正方形 中,点 、、 和 分别在边 、、 和 上,且 ,并且 。线段 与 交于点 ,四边形 、、 和 的面积之比为 。求正方形 的面积。
On square points and lie on sides and respectively, so that and Segments and intersect at a point and the areas of the quadrilaterals and are in the ratio Find the area of square
小提示:
因为 ,线段 经过正方形中心;对梯形 作同样处理来定位
Since segment passes through the center of the square; treat the trapezoid the same way to locate
大提示:
设边长为 ,并设竖向变化为 (沿 );长度条件给出 ,而面积比 (对于 )会确定乘积
With side and rise of the length gives and the ratio for pins down the product
解答:
取 、、、,并设 、、、。区域 和 合起来形成梯形 面积为 ;由于 ,这正好是 的一半,迫使 ,即 经过中心。同样, 和 形成梯形 面积为 ,所以 。方向向量 与 垂直,给出 。令 ,得到 、、、,且 给出 。
求出直线 与 的交点,并用 化简,可得 再对 、、、 使用鞋带公式,得到 。令它等于 ,得到 ,所以 。
现在 ,且 ,所以 和 是方程 的两个根,分别为 和 。由于 ,面积为 。
Place with The regions and together form the trapezoid of area since this is half of forcing i.e. passes through the center. Likewise and form the trapezoid of area so Perpendicularity of the directions and gives Writing we get and gives
Intersecting lines and (and simplifying with ) yields and the shoelace formula on then gives Setting this equal to leaves so
Now and so and are the roots of which are and Since the area is
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