2021 AIME II 第 14 题
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14.
设 是一个锐角三角形,外心为 ,重心为 。令 为 外接圆在 处的切线与过 且垂直于 的直线的交点。令 为直线 与 的交点。已知 与 的度数之比为 ,则 的度数可写成 ,其中 和 是互质正整数。求 。
Let be an acute triangle with circumcenter and centroid Let be the intersection of the line tangent to the circumcircle of at and the line perpendicular to at Let be the intersection of lines and Given that the measures of and are in the ratio the degree measure of can be written as where and are relatively prime positive integers. Find
答案:592
解答:
令 为 的中点,则 ,, 在同一条中线上,而 ,, 按定义共线。由于 (切线与半径垂直)且 ,四边形 以 为直径共圆。又因为 ,且 (圆心到弦中点的线段垂直于弦),四边形 以 为直径共圆。
在每个圆中,弦 所对的角相等,所以 ,并且 。因此三角形 与 的底角和相同,得到
设 、,则 中心角给出 ,而 平分 ,所以在靠近 的一侧(因为 ,也就是靠近 所对弧的一侧), 令 ,得 ,所以 度,且三个角都为锐角。 因此 。
Let be the midpoint of so are collinear along the median, while are collinear by definition. Since (tangent and radius) and quadrilateral is cyclic with diameter Since and (the segment from the center to the midpoint of a chord is perpendicular to it), quadrilateral is cyclic with diameter
In each circle the chord subtends equal angles, so and Triangles and therefore have the same angle sums at their bases, giving
Write and so Central angles give and bisects so on the side of (nearer to 's arc since ), Setting gives so degrees, and all three angles are acute as required. Then
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