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第1問

A,B,C,DA,B,C,D をこの順に並ぶ一直線上の相異なる4点とする。直径 ACAC と BDBD の円は XX と YY で交わる。直線 XYXY と BCBC の交点を ZZ とする。ZZ 以外の XYXY 上の点を PP とする。直線 CPCP と直径 ACAC の円のもう一つの交点を CC と MM、直線 BPBP と直径 BDBD の円のもう一つの交点を BB と NN とする。直線 AMAM、DNDN、XYXY が一点で交わることを示せ。
ステップ 1/3: DNDN から交点を定める
ざっくり言うと

直径円の直角から相似三角形が得られる。

Q=DN∩XYQ=DN\cap XY
詳しい解説

Q=DN∩XYQ=DN\cap XY と置く。B,N,PB,N,P および D,N,QD,N,Q は一直線上にあり、直径円による直角から ∠QDZ=90∘−∠NBD=∠BPZ\angle QDZ=90^\circ-\angle NBD=\angle BPZ。従って三角形 QDZQDZ と BPZBPZ は相似で、QZ=BZ⋅DZPZQZ=\frac{BZ\cdot DZ}{PZ} を得る。