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第3题

设三角形 ABCABC 中,顶点 AA 所对的旁切圆与边 BCBC 相切于点 A1A_1。类似地,用顶点 BB、CC 所对的旁切圆分别在 CACA、ABAB 上定义点 B1B_1、C1C_1。设三角形 A1B1C1A_1B_1C_1 的外心落在三角形 ABCABC 的外接圆上。证明三角形 ABCABC 是直角三角形。
第 2/5 步:将外心与 X 重合
Q=XQ=X
详细分析

设 QQ 为 A1B1C1A_1B_1C_1 的外心。由假设 QQ 在 Ω\Omega 上。利用构造的循环对称性,可重新标号使 ∠B1A1C1>90∘\angle B_1A_1C_1>90^\circ。此时 AA 与弧中点 XX 位于直线 B1C1B_1C_1 的同侧。由于 QQ 在 B1C1B_1C_1 的垂直平分线上且在 Ω\Omega 上,构型迫使 Q=XQ=X。