2021 AIME I 第 11 题
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11.
设 是一个圆内接四边形,满足 、、、。设 与 分别为从 与 向直线 所作垂线的垂足, 与 分别为从 与 向直线 所作垂线的垂足。 的周长为 ,其中 与 是互质正整数。求 。
Let be a cyclic quadrilateral with and Let and be the feet of the perpendiculars from and respectively, to line and let and be the feet of the perpendiculars from and respectively, to line The perimeter of is where and are relatively prime positive integers. Find
答案:301
解答:
设 ,并令 为两条对角线之间的锐角。因为 位于直线 上,它在 上的垂足 满足 ,并落在与射线 ; 成锐角的 射线上;其他三个垂足同理。所以 是将 中从 出发的每条射线旋转到另一条对角线方向(转过角 )并按 : 缩放后的图形:在 处的对应三角形相似,相似比为 , 因而 的每条边都是 。 对应边的 倍。故其周长为 。
由托勒密定理,。由婆罗摩笈多公式且 面积为 。另一方面, 面积也等于 ,所以 ,从而
周长为 ,且已经是最简分数,所以 。
Let and let be the acute angle between the diagonals. Since lies on line its foot on satisfies landing on the ray of making the acute angle with ray the same holds for all four feet. So is the image of under the map that rotates each ray from onto the other diagonal (through angle ) and scales by corresponding triangles at are similar with ratio and every side of is times the corresponding side of Hence the perimeter is
By Ptolemy, By Brahmagupta with the area is Since the area also equals we get so
The perimeter is which is in lowest terms, so
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