2020 AIME I 第 15 题
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15.
设 为锐角三角形,外接圆为 ,垂心为 。设 的外接圆 在 处的切线与 交于点 和 ,且 、、。 的面积可写成 ,其中 与 是正整数,且 不被任何质数的平方整除。 求 。
Let be an acute triangle with circumcircle and orthocenter Suppose the tangent to the circumcircle of at intersects at points and with and The area of can be written as where and are positive integers, and is not divisible by the square of any prime. Find
答案:58
解答:
将 关于直线 反射会落在 上,所以三角形 的外接圆是 关于 的反射。取外心 为原点,则向量满足 。若 是 的中点,则 ,所以反射后的圆心是 。在 处相切意味着 垂直于从 到 的半径,该半径就是向量 :弦 垂直于 。
放置 ,使 是高度为 的水平线,并令 。 半弦长为 ,而 、 给出 ,且 。由 : ,所以 。于是 得 。
现在 ,所以 ,且 ,于是 点 到直线 (过 , 且垂直于 )的距离为 ,这里使用了 。因此 所以 。
Reflecting over line lands on so the circumcircle of is the reflection of over Take the circumcenter as the origin, so that as vectors. If is the midpoint of then so the reflected center is Tangency at means is perpendicular to the radius from to which is the vector the chord is perpendicular to
Place so that is horizontal at height with The half-chord length is and give with From so Then giving
Now so and whence The distance from to line (through perpendicular to ) is using Hence and
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