△ABC的边BC=1/2(AB+AC),取AB,AC的中点M,N,G为重心,I为内心.求证:过A,M,N三点的圆与直线G

天明小霞2022-10-04 11:39:541条回答

△ABC的边BC=1/2(AB+AC),取AB,AC的中点M,N,G为重心,I为内心.求证:过A,M,N三点的圆与直线GI相切
第27届莫斯科数学奥林匹克

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延长AG交BC于D;延长AI分别交BC、△ABC的外接圆于E、F.
∵I是△ABC的内心,∴∠ABI=∠IBE、∠ACI=∠ICE,
∴由三角形内角平分线定理,有:AI/IE=AB/BE、AI/IE=AC/CE,
∴由等比定理,得:AI/IE=(AB+AC)/(BE+CE)=(AB+AC)/BC,而BC=(AB+AC)/2,
∴AI/IE=2.
∵M、N分别是AB、AC的中点,∴G是△ABC的重心,∴AG/GD=2=AI/IE,∴GI∥BC.
∵M、N分别是AB、AC的中点,∴MN∥BC,∴GI∥MN.
∵I是△ABC的内心,∴∠BAE=∠CAE.
∵A、B、F、C共圆,∴∠BCF=∠BAE,又∠BAE=∠CAE,∴∠BCF=∠CAE.
由三角形外角定理,有:∠FIC=∠CAE+∠ACI,而∠BCF=∠CAE、∠ACI=∠BCI,
∴∠FIC=∠BCF+∠BCI=∠FCI,∴FC=FI.
∵A、B、F、C共圆,∴△ABE∽△FCE,∴AB/FC=BE/FE,∴AB/BE=FC/FE,而AI/IE=AB/BE,
∴FC/FE=AI/IE,又FC=FI、AI/IE=2,∴FI/FE=2,∴FI/(FE-FI)=2/(1-2),∴FI/IE=2,
∴AI=FI,结合AN=CN,得:IN∥FC,∴∠AIN=∠AFC.
∵A、B、F、C共圆,∴∠AFC=∠ABC,∴∠AIN=∠ABC.
∵MN∥BC,∴∠AMN=∠ABC,∴∠AIN=∠AMN,∴A、M、I、N共圆,∴∠NMI=∠NAI.
由∠MAI=∠NAI、∠NMI=∠NAI,得:∠NMI=∠MAI.
∵MN∥GI,∴∠MIG=∠NMI,而∠NMI=∠MAI,∴∠MIG=∠MAI,
∴GI是△AMN的外接圆的切线.
1年前

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