Maths Olympiad Prep

Library / /1 of 3

Geometry Difficulty 7.6 National olympiad, round 2 Prove it North Macedonia

Нека ABCABC е остроаголен триаголник и нека HH е неговиот ортоцентар. Точката GG припаѓа на рамнината на триаголникот при што ABGHABGH е паралелограм. Точката II припаѓа на правата GHGH така што правата ACAC ја полови отсечката HIHI. Правата ACAC ја сече опишаната кружница околу триаголникот GCIGCI по вторпат во точката JJ. Докажи дека IJ=AHIJ = AH.

Solutions — 2

Solution 1

Бидејќи HGABHG \parallel AB и BGAHBG \parallel AH, добиваме дека BGBCBG \perp BC и CHGHCH \perp GH. Според тоа, четириаголникот BGCHBGCH е тетивен. Бидејќи HH е ортоцентар на триаголникот ABCABC, добиваме дека HAC=90ACB=CBH\angle HAC = 90^\circ - \angle ACB = \angle CBH. Бидејќи BGCHBGCH и CGJICGJI се тетивни четириаголници, добиваме дека
CJI=CGH=CBH=HAC. \angle CJI = \angle CGH = \angle CBH = \angle HAC.
Нека MM е пресечна точка на ACAC и GHGH, и нека DAD \neq A е точка од правата ACAC така што AH=HDAH = HD. Тогаш MJI=HAC=MDH\angle MJI = \angle HAC = \angle MDH.
Бидејќи MJI=MDH\angle MJI = \angle MDH, IMJ=HMD\angle IMJ = \angle HMD и IM=MHIM = MH, добиваме дека триаголниците IMJIMJ и HMDHMD се складни, па според тоа IJ=HD=AHIJ = HD = AH, што требаше да се докаже.

Solution 2

Равенството CGH=CGB\angle CGH = \angle CGB го добиваме на потполно ист начин како и во претходното решение. Во паралелограмот ABGHABGH имаме BAH=HGB\angle BAH = \angle HGB. Од таму добиваме дека
HMC=BAC=BAH+HAC=HGB+CGB=CGB. \angle HMC = \angle BAC = \angle BAH + \angle HAC = \angle HGB + \angle CGB = \angle CGB.

Figure 1

Според тоа правоаголните триаголници CMHCMH и CGBCGB се слични. Исто така од опишаната круница околу триаголникот GCIGCI лесно се добива дека триаголниците MIJMIJ и MCGMCG се слични. Но, тогаш
IJCG=MIMC=MHMC=GBGC=AHCG, \frac{IJ}{CG} = \frac{MI}{MC} = \frac{MH}{MC} = \frac{GB}{GC} = \frac{AH}{CG},
од каде го добиваме равенството IJ=AHIJ = AH.

Want a route through all this instead of an archive? The track puts 2,000 problems in a working order, from AMC 10 level to the IMO shortlist.

Source: MathNet, licensed CC-BY-4.0. Statement and solution reproduced as published; topic and difficulty added by this site.