MathLabs

第5問

直線 ℓ\ell が円に内接する四角形 ABCDABCD の辺 BCBC と ADAD の内部の点 RR と SS をそれぞれ通り、点 CC を越えた半直線 DCDC 上の点 QQ、および点 AA を越えた半直線 BABA 上の点 PP を通るとする。三角形 QCRQCR と QDSQDS の外接円は点 N≠QN\neq Q で交わり、三角形 PASPAS と PBRPBR の外接円は点 M≠PM\neq P で交わるとする。直線 MPMP と NQNQ の交点を XX、直線 ABAB と CDCD の交点を KK、直線 BCBC と ADAD の交点を LL とする。点 XX が直線 KLKL 上にあることを証明せよ。
ステップ 4/6: MP と KL の交点も同じ円上にある
V=MP∩KL  ⟹  V∈(EMN)V=MP\cap KL\implies V\in(EMN)
詳しい解説

対称に、V=MP∩KLV=MP\cap KL とする。円 (LCD)(LCD)(EE と NN を含む)、(CQR)(CQR)(同じく NN を含む)、および (MNQP)(MNQP) を用いると、同様の有向角の計算により VV も ω=(EMN)\omega=(EMN) 上にあるか、V=EV=E の場合は KLKL が EE で ω\omega に接することが分かる。