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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 6/6: X が KL 上にあると結論する
X=MP∩NQ=T=V∈KLX=MP\cap NQ=T=V\in KL
詳しい解説

T=NQ∩KLT=NQ\cap KL と V=MP∩KLV=MP\cap KL が一致するので、この共通点は直線 NQNQ と直線 MPMP の両方に属し、したがって X=MP∩NQX=MP\cap NQ に等しい。T=VT=V は構成により KLKL 上にあるので、XX は直線 KLKL 上にあり、これが求める結論である。