Question

2、給出銳角△ABC，以AB為直徑的圓與AB邊的高CC′及其延長線交于M，N．以AC為直徑的圓與AC邊的高BB′及其延長線將于P，Q．求證：M，N，P，Q四點共圓．
（第19屆美國數學奧林匹克）

Answer 1

分析：由題意設PQ，MN交于K點，連接AP，AM．要證M，N，P，Q四點共圓，需證明MK•KN=PK•KQ，利用圓幾何關系和相交弦定理進行證明，從而求解．

解答：解：設PQ，MN交于K點，連接AP，AM．
欲證M，N，P，Q四點共圓，
須證MK•KN=PK•KQ，
即證（MC′-KC′）（MC′+KC′）
=（PB′-KB′）•（PB′+KB′）
或MC′²-KC′²=PB′²-KB′²．①
∵AP=AM（所對弧長相等），
從而有AB′²+PB′²=AC′²+MC′²．
故MC′²-PB′²=AB′²-AC′²
=（AK²-KB′²）-（AK²-KC′²）
=KC′²-KB′²．②
由②即得①，命題得證．

點評：此題是一道競賽題難度比較大，多此用到相交弦定理，復雜的集合關系，需要同學靜下心來一步一步分析，不斷等價命題，進而求解．