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第1题

设 ABCABC 为内接于圆 Γ\Gamma 的锐角三角形。设 A1A_1 为 AA 到 BCBC 的正投影,使 AA1AA_1 为高。设 B1B_1 与 C1C_1 分别为 A1A_1 到 ABAB 与 ACAC 的正投影。点 PP 使四边形 AB1PC1AB_1PC_1 为凸四边形且与三角形 ABCABC 面积相等。是否可能 PP 严格位于圆 Γ\Gamma 的内部?请说明理由。
第 2/5 步:过 A 的直径垂直于 B1C1
AD⊥B1C1AD\perp B_1C_1
详细分析

设 OO 为三角形 ABCABC 的外心,ADAD 为过 AA 的 Γ\Gamma 直径。由 OA=OCOA=OC,三角形 AOCAOC 中有 ∠DAC=90∘−∠B\angle DAC=90^\circ-\angle B。第一步给出 B1C1∥BCB_1C_1\parallel BC,所以 AD⊥B1C1AD\perp B_1C_1。