2019 AIME I 第 11 题
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11.
在 中,边长均为整数,且 。圆 的圆心为 的内心。 的一个旁切圆是指位于 外部、与三角形一边相切并与另外两边的延长线相切的圆。设与 相切的旁切圆与 内切,另外两个旁切圆都与 外切。求 周长的最小可能值。
In the sides have integer lengths and Circle has its center at the incenter of An excircle of is a circle in the exterior of that is tangent to one side of the triangle and tangent to the extensions of the other two sides. Suppose that the excircle tangent to is internally tangent to and the other two excircles are both externally tangent to Find the minimum possible value of the perimeter of
答案:20
小提示:
与 对面的旁切圆内切,迫使 的半径为 ,其中 是内切圆半径, 是该旁切圆半径
Internal tangency with the excircle opposite forces the radius of to be where is the inradius and that exradius
大提示:
把 放在 轴上时,-旁切圆的半径 等于从 引出的高;外切条件会化成底边与腰之间的一个线性关系
With on the -axis, the -excircle has radius equal to the height from the external tangency collapses to one linear relation between base and leg
解答:
设 ,。取 、、,其中 。于是半周长为 ,面积为 。内切圆半径与旁切圆半径为 、,以及 。内心为 ,-旁切圆圆心为 。-旁切圆与直线 相切;沿底边量出的距离是 ,起点为 。相切点的横坐标为 ,所以其圆心为 。
与 -旁切圆内切时,圆心距为 ,所以半径 所对应的圆 满足 ,即 。与 -旁切圆外切要求 ,整理得 。由于 且 并且 ,条件化为 ,也就是 ,所以 。
若边长为整数,则 、,其中 为正整数,周长为 。最小值为 ,由边长 、、 的三角形达到。
Let and Place with so the semiperimeter is and the area is The inradius and exradii are and The incenter is and the -excircle has center The -excircle touches line at distance from that is, at so its center is
Internal tangency with the -excircle: the center distance is so the radius of satisfies i.e. External tangency with the -excircle requires which rearranges to Since and and the condition becomes that is, so
For integer sides, and for a positive integer giving perimeter The minimum is achieved by the triangle with sides
其他年份的第 11 题
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