2022 AIME I 第 11 题
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11.
设 是一个平行四边形,且 。一个圆与边 、、 相切,并与对角线 交于点 和 ,其中 ,如图所示。已知 、、。则 的面积可表示为 ,其中 和 是正整数,且 不被任何质数的平方整除。求 。
Let be a parallelogram with A circle tangent to sides and intersects diagonal at points and with as shown. Suppose that and Then the area of can be expressed in the form where and are positive integers, and is not divisible by the square of any prime. Find
答案:150
解答:
由点的幂,,且 ,所以 从 和 引出的切线长分别为 和 。 上的切点距 为 ,因此距 ; 为 ;从 引出的相等切线使 上的切点距 , 也是这个距离,所以它距 的距离为 ,从而 。
设 圆心位于 的角平分线上,且从 引出的切线长为 ,所以半径 圆与平行线 和 都相切,而这两条线的距离为 ,故 ,化简为 。在三角形 中, ,且 ,由余弦定理, 代入 和 , 项抵消;再用 ,方程化为 ,所以 ,且 。
因此 面积为 所以 。
By power of a point, and so the tangent lengths from and are and The tangent point on is from hence from equal tangents from put the tangent point on at that same distance from so its distance from is giving
Let The center lies on the bisector of with the tangent length from equal to so the radius is The circle is tangent to both parallel lines and whose distance apart is so which simplifies to In triangle and so the law of cosines gives Substituting and the terms cancel and, using the equation collapses to so and
Then and the area is so
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