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第3题

平面上给定三个两两不相交且彼此外部相离的圆 Γ1,Γ2,Γ3\Gamma_1,\Gamma_2,\Gamma_3。对平面上在三个圆外的每个点 PP,作六点 A1,B1,A2,B2,A3,B3A_1,B_1,A_2,B_2,A_3,B_3:对每个 i=1,2,3i=1,2,3,Ai,BiA_i,B_i 是 Γi\Gamma_i 上的不同点,且直线 PAiPA_i 和 PBiPB_i 都是 Γi\Gamma_i 的切线。若三直线 A1B1,A2B2,A3B3A_1B_1,A_2B_2,A_3B_3 共点,则称 PP 为特殊点。证明所有特殊点(若存在)都在同一个圆上。
第 2/5 步:证明接点弦上的点在 Ω 上
Xi=POi∩AiBi,PXi⊥QXi⟹Xi∈ΩX_i=PO_i\cap A_iB_i,\quad PX_i\perp QX_i\Longrightarrow X_i\in\Omega
详细分析

设 O_i,r_i 为 Γ_i 的圆心与半径,令 X_i=PO_i∩A_iB_i。直线 A_iB_i 垂直于 PO_i(接触弦是 P 的极线),所以 PX_i 垂直 QX_i。因此 X_i 在直径 PQ 的圆 Ω 上。