第56届国际奥数比赛美国夺冠,中国队以四分之差屈居亚军,这是时隔21年后美国再度赢回中国。这四分,据说输在了第三题,一道几何题。
几何证明题,集逻辑思维,形象思维和创造性思维于一体,可谓是一门艺术。说逻辑思维,自不必说,每一道证明题,都要应用演绎推理的三段论于每一步推演;说形象思维,因为我们要看几何图形,从图形中领悟出各种边线角圆之间关系;那么创造性思维,因为在证明的过程中,经常需要添加辅助线,如何添加,这需要有创造性的想象力。
这道几何题,貌似很难,也看到有些人在网上给出各种解,有的很难看懂,有的虽然看明白了,但是用了一些很少用,或者一般人不懂的定理,如:Reim’s theorem,Harmonic quadrangle,或者Miquel point等,显然是一些“专家”给出的解答,反而更使这道题目似乎偏离常人。其实仔细分析,这道题是一道综合性非常强的题目,集合了三角形和圆的基本性质,如果清楚了解这些基本性质,再加上适当的想象力,常人是可以做出来的。本文试图给出常规解,所用性质,无外乎:
三角形的五心:重心,垂心,内心,外心,旁心;以及有关圆的性质定理。
题目:
第3题
在锐角三角形ABC中,AB>AC,设r是它的外接圆,H是它的垂心,F是由顶点A处所引高的垂足,M是边BC的中点,Q是r上的一点,使得 ∠HQA=90°。K是r上的一点,使得∠HKQ=90°。已知点A、B、C、K、Q互不相同,且按此顺序排列在r上,证明:三角形KQH的外接圆和三角形FKM的外接圆相切。