Tran Quang Hung - Red Geometry

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  • 8/17/2019 Tran Quang Hung - Red Geometry

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    Tran Quang Hung - Red geometry 1

    Red geometry by Tran Quang HungProblem 1.   Let  P  is a point on  A−bisector of triangle  ABC ,  M ,  N   is projection of  P   on  AB,  AC such that  BM .   CN   =  P H .   P A  when   H   is intersection of   M N   with   P A.   K   is point on   BC   such that  ∠M KN  = 90◦ prove that  K ,  P ,  O  are collinear when  O   is circumcenter of  ABC .

    Problem 2.  Let ABC  be a triangle and P  is an arbitrary point,  ABC  is pedal triangle of P , through A,   B,   C  draw d a    P A, d b     P B, d c    P C ,   H   is orthocenter of triangle   ABC . d a ∩ HA  =   A

    ,d b ∩HB  =  B

    , d c ∩HC  = C , circumcircle of  ABC  intersects nine −point circle of triangle  ABC 

    at  F ,  F  prove that the circles with diameters ( AA), ( BB), ( C C ) are through  F   or  F .

    Problem 3.   Let   ABC  be a triangle and  ABC  is pedal triangle of an arbitrary point  P , let   P B,P C  intersect  C A,   AB ay  Y ,   Z , resp.   BY ,   CZ   intersect  CA,   AB   at  E ,  F , resp.   P B  intersects EF   at  D. Prove that  A,  B,  D  are collinear.

    Problem 4.   Let  AH  be altitude of triangle  ABC , d is a line which is through  A, d cut circumcircle of  ABC  second point  D,  M ,  N  are projections of  B,  C   on  AD, resp,  P   is projection of  D  on  BC .

    a) Prove that  M ,  N ,  H ,  P  are concyclic.b) Let  O  be circumcenter of  AB C ,  D P ∩AO =  O ,  Y ,  Z  are projections of  O on  AB ,  AC . Prove 

    that  Z Y H P    is isoceles trapezoid.

    Problem 5.   Let  P  is a point on altitude of triangle  ABC   and  B,   C  are projections of  P   on  AC ,AB.

    a) Prove that  B,  C ,  B,  C  are concyclic with center  I .b) Let  AI  ∩ BC  = J   and  K  is projection of  J  on line  BC ,  Q  is a point on line  AJ .   M ,  N   are 

    midpoint of  BC  and  CB. The perpendicular to line  QB,  QC   through  M ,  N , resp intersect at point H . Prove that  HB  =  H C .

    Problem 6.

      Let  ABCD

      be a cyclic quadrilateral  M 

    , N 

    , P 

    , Q

     are midpoins of  AB

    , BC 

    , CD

    , DA

    a) Prove that the lines is through   M ,   N ,   P ,   Q  which are perpendicualr to   CD,   DA,   AB,   BC concurrent at point  H . It called be orthocenter of  ABCD.

    b) Let d and d’ be two perpendicular lines through  H . d cuts  AB,  BC ,  CD,  DA,  AC ,  BD  at  X ,Y ,  Z ,  T ,  U ,  V   and d’ cuts  AB,  BC ,  CD,  DA,  AC ,  BD  at  X ,  Y ,  Z ,  T ,  U ,  V  . Let  E ,  F ,  K ,  L,I ,  J  be midpoints of  XX ,  Y Y ,  ZZ ,  T T ,  U U ,  V V  . Prove that  EK ,  F L,  IJ  are concurrent.

    Problem 7.   Let   ABC   be a triangle and take three similar rectangles inscribed   ABC   (a rectangle inscribed   ABC  has two vertices on side a and two remaining vertices on two other sides of   ABC ).Let  A,  B,  C  be center of these rectangles (cyclic with  A,  B,  C ), respectively.

    a) Prove that  AA,  BB ,  CC  are concurrent.

    b) Let   A

    ,   B

    ,   C 

    are reflections of   A

    ,   B

    ,   C 

    through   BC ,   CA,   AB, resp. Prove that   AA

    ,BB ,  CC  are concurrent.

    Problem 8.  Let ABCD be convex quadrilateral inscribed a Ellipse with center  O.   M , N  are midpoint of   AC ,   BD. Through  A,  C  draw two line   a,   c  parallel to  ON , Through  B,  D  draw two line   b,   dparallel to  OM . Let  a  intersect  b,  d  at  Q,  R, resp,  c  intersect  b,  d  at  P ,  S , resp.   AC ∩BD  =  I .Let   X ,   Y ,   Z ,   T   be centroids of triangle   IAB,   IBC ,   ICD,   IDA. Prove that four lines   XQ,   ZS ,Y P ,  T R   are concurrent.

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    Problem 9.  Let  (O1),  (O2)  be two orthogonal circles, and  P   is a point on  (O2), draw two tranversal P M N   and   P EF   ( M ,   N ,   E ,   F   ∈   (O1), this means   P ,   M ,   N   and   P ,   E ,   F   are collinear). Let M E  ∩ N F   = K ,  P O1 ∩ (O2) = L  then  P L ⊥  LK .

    Problem 10.   Three medians   AA,   BB ,   CC  of triangle   ABC   are concurrent at   G. Take   A1,

    A2  ∈   AA such that 

     −−−→A1A2   =

      1

    2

    −−→AA similarly we have   B1,   B2,   C 1,   C 2. Draw two lines through   A1,

    A2   and perpendicular to   AA, similarly for cyclically   B,   C , we get six lines. Prove that six lines intersect, respectively (cyclically  A,  B,  C ), base a cyclic hexagon.

    Problem 11.  Let  ABC  be a triangle and  A BC  be a Cevian triangle of point  P .   P A,  B C  intersect circumcircle ( ABC ) at   {A,   A1}   and   {A

    ,   A2}, resp.   A1A2   intersect   BC  at   H . Tangent of 

    ( ABC ) at  A2   intersects  BC ,  AB,  AC ,  AH   at  I ,  J ,  K ,  L, resp.   IA  intersect  A1A2,  A2B

    ,   A2C 

    at  I ,  M ,  N , resp. Prove that  N J ,  KL,  MI  are concurrent.

    Problem 12.   Let  H   be orthocenter of triangle  ABC   and  A1B1C 1  is pedal triangle of  H   wrt  ABC ,A2B2C 2   is pedal triangle of   H   wrt   A1B1C 1. Take   A3,   B3,   C 3   on ray   HA2,   HB2,   HC 2   such that HA3 =  H B3 =  H C 3.

    a) Prove that radical center of circles ( A1,   A1A3), ( B1,   B1B3), ( C 1,   C 1C 3) lie on Euler line of triangle  ABC .

    b) Prove that radical center of circles ( A,  AA3), ( B,  BB3), ( C ,  CC 3) lie on Euler line of triangle ABC .

    Problem 13.   Let  ABCDEF  be a hexagon inscribed circle  (O)  such that  AD,  BF ,  CE  are concur-rent. Let   P   is an arbitrary point, through   A,   B,   C ,   D,   E ,   F   draw six lines perpendicular to   P A,P B,  P C ,  P D,  P E ,  P F , resp, they intersect  (O) at second point  A ,  B,  C ,  D,  E  Prove that  AD,BF ,  C E  are concurrent.

    Problem 14.   Let   ABCDEF   be a cyclic hexagon and point   P . Let    A,   B,   C ,   D,   E ,   F  be 

    circumcenter of triangles  P AB,  P BC ,  P CD,  P DE ,  P EF ,  P F A. Prove that  A

    D

    ,  B

    ,  C 

    are concurrent.

    Problem 15.   Let   ABC   be a triangle and   ABC  be Cevian triangle of point   O.   M ,   N ,   P   are midpoint of   AB,   BC ,   OA. d is a line through   B.   M B,   M P ,   MN   intersect d at   E ,   F ,   G, resp.BC  ∩ BC  = {I }.   IF  ∩ GA = {J }. Prove that  E ,  J ,  C  are collinear.

    Problem 16.   Let  ABC  be a triangle and point  P a) Through midpoint of  BC ,  CA,  AB  draw lines parallel to  P A,  P B,  P C  prove that those lines 

    are concurrent at point  O.b) Let  ABC  be cevian triangle of  P . Through midpoint of  P A draw line parallell to  BC , it cuts 

    BC  at  Q.   OB ∩

    AC  = {

    B1}

    ,  OC  ∩

    AB = {

    C 1}

      . Prove that  P Q 

     B1C 1

    Problem 17.   Let  ABC  be a triangle and point  P ,  A1B1C 1   is cevian triangle of  P .   A2,  B2,  C 2  are midpoints of  BC ,  CA,  AB.   Q  is an arbitrary point.   QA2,  QB2,  QC 2  intersect  P A,  P B,  P C   at  A3,B3,  C 3, resp. Let d a, d b, d c  be the lines through  A,   B,  C  and parallel to  QA2,  QB2,  QC 2, resp. d a,d b, d c  intersect   BC ,   CA,   AB   at   A4,   B4,   C 4. Let   A5,   B5,   C 5   be the point such that   A4,   B4,   C 4   be midpoints of   AA5,   BB5,   CC 5, reps. Let   Ga,   Gb,   Gc  be centroid of triangle   A3BC ,   B3CA,   C 3AB,assume that  AGa,  BGb,  CGc  are concurrent, prove that  A5A1,  B5B1,  C 5C 1   are concurrent.

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    Problem 18.   Let  ABC  be a pedal triangle of arbitrary point  P   with respect to triangle  ABC .   P ∗

    is isogonal conjugate of   P   with respect to triangle  ABC .   R p  is circumradii of triangle  ABC . The 

    rays [ BP , [ C P   intersect circle ( P ∗,  2R p) at  B,  C , respectively. Prove that   BB ,   CC  intersect 

    on circle ( P ∗,  2R p).

    Problem 19.  Given triangle   ABC   and   A1B1C 1   is cevian triangle of an arbitrary point   P .   P ∗ is 

    isogonal conjugate of   P .   A2,   B2,   C 2   are reflections of   P   through   B1C 2,   C 1A1,   A1B1, respectively.AA2,   BB2,   CC 2   are concurrent at   BP . Prove that circumcenter of triangle   A2B2C 2   lies on line P ∗BP .

    Problem 20.   Let   ABC   be a triangle with its circumcircle   (O). Let   P   and   Q   be arbitrary points such that   P ,   O,   Q   are collinear.   A1B1C 1   is the pedal triangle of   P   wrt   ∆ABC ,   A2B2C 2   is the circumcevian triangle of  Q  wrt  ∆ABC . Show that  (P A1A2),  (P B1B2),  (P C 1C 2)  are coaxal.

    Problem 21.   Let  ABCD  be a quadrilateral,  AC  ∩ BC  = {O}. d, d’ are the lines connecting  A,  C .P  ∈  d,  Q ∈  d’ such that  P ,  O,  Q  are collinear.   DP ∩  d’  = {M }.   CQ∩  d  = {N }  prove that  M N   is always through a fix point when  P ,  Q  move.

    Problem 22.  Let  ABC  be a triangle inscribed  (O).   AA,  BB ,  CC  are altitudes.   AA intersect  (O)at second point  D.   E  is a point on  AB such that  BE  ⊥  OA.   DB intersect  (O)  at second point  F .BF   intersects  AE   at  K . Prove that  K   is midpoint of  BC .

    Problem 23.   Let   P   be a point inside triangle   ABC   such that   P B + AC   =   P C  + AB.   P B,   P C intersect  AC ,  AB   at  Y ,  Z .   M   is midpoint of  Y Z .

    a) Prove that radical axis of incircles of triangles  P ZB  and  P Y C  pass through  M .b) Prove that radical axis of incircles of triangles  Y BC   and  ZBC  pass through  M .

    Problem 24.   Let  ABC   be a triangle inscribed circle  (O).   K a  is reflection of  O   through  BC .   (K a)is circle center  K a  and passes through  B,  C .   (Oa)  touchs  AB,  AC  and touchs  (K a)  externally at  A

    ( Oa   is inside triangle  ABC ). Similarly we have  B,  C . Prove that  AA,  BB ,  CC  are concurrent.

    Problem 25.   Let   ABC  be a triangle.   A   circle  (ω)  pass through  B,  C  intersect  AC ,   AB   at   E ,   F .BE  intersects  C F   at  I .   AI  intersect circle  (ω) at  Z  (the point  Z  is inwardly to triangle  AB C ).   BE ,CF   intersect circumcircle  (ACF ),   (ABE )  at  M ,   N , resp ( M ,   N  are outwardly to triangle   ABC ).Let the points  M  ≡ AB  ∩ ZM ,   N  ≡ AC  ∩ ZN   and  K  ≡ M N  ∩M N . Prove that  KM  = K N .

    Problem 26.   Let   D   is a point on   BC   of triangle  ABC .   P   is a point on   AD.   BP ,   CP   intesects circumcircles   (ACP ),   (ABP )   at   K ,   L, resp.   BP ,   CP   intesects circumcircles   (P BD),   (P CD)  at M ,  N , resp. Prove that midpoints of the segments  KL,  M N ,   BC  are collinear.

    Problem 27.   Let   ABC   be a triangle.   P ,   Q   are the points on   BC   such that circumcircle   (ABQ),(ACP )  touchs  AC ,  AB, resp.   AP ,  AQ  intersect circumcircle  (ABC )  at  M ,   N , reps. Circumcircle (AQM ),  (AP N )  intersect  BC   at  D,  E , resp. Prove that  BD  =  C E .

    Problem 28.   Let   AB  be a segment and   P ,   P  are two arbitrary points.   I   is a point on   AB.   M ,N   lie on   P A,   P B, resp, such that   IM     P B,   M N     AB.   M ,   N  lie on   P B,   P A, resp, such that   IM    P A,   M N    AB.   K   lies on circumcircle   (IM N )   such that   M K     IN .   L   lies on circumcircle ( IM N ) such that  M L   I N . Prove that  I ,  K ,  L  are collinear.

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    Problem 29.   Let  ABC  be a triangle. The circle  (ω) which passes though  A,  C  and tangent to  AB,meets  BC   at  D. d passes through  A  is isogonal line of  AD.   X  is a point on d.   Y   is a point on  AD.BX ,   CY   intersects   AC ,   AB   at  E ,  F , resp.   Z   lies on  EF   such that  Y Z    AC .   AZ   intersects  XC at  T . Prove that  T   lies on  (ω).

    Problem 30.   Let  ABC  be a triangle. The circle  (ω) which passes though  A,  C  and tangent to  AB,

    meets  BC   at  D. d is a line which passes through  A.   X  is a point on d.   Y   is a point on  AD.   BX ,CY   intersects   AC ,   AB   at   E ,   F , resp.   XC   intersects   (ω)  at   T   ( T   ≡  C ).   AT   intersects   EF   at   Z .Prove that  Z  lies on a fix line which passes though  Y   when  X  moves on d.

    Problem 31.   Let   ABC  be a triangle incircle  (I )   touchs   BC ,   CA,   AB   at   A1,   B1,   C 1.   A2,   B2,   C 2lies on   IA1,   IB1,   IC 1   such that   IA2.   IA1  =  IB2.   IB1  =  IC 2.   IC 1.   O  is circumcenter of triangle ABC .   OA2,  OB2,  OC 2  cuts circumcircle  (AIA2),  (BI B2),  (CIC 2)  again at  A3,  B3,  C 3. Prove that AA3,  BB3,  CC 3  are concurrent on point  P   line  OI .

    Problem 32.   Let  ABC  be a triangle with altitude  AD  and circumcircle  (O).   P   is a point on   AD.Circle with diameter   AP   intersects   AB,   AC ,   (O)  again at   C ,   B,   Q, resp. Prove that   P Q,   BB ,CC  are concurrent.

    Problem 33.  Let  ABCD  be quadrilateral.   AC  cuts  BD  at  O. Let  K ,  L be circumcenter of triangle OAD,   OBC , resp. Circumcircle  (OAB),   (OC D)  intersect again at   I . Prove that   IK  ⊥  BC    ⇐⇒IL ⊥  AD.

    Problem 34.   Let   ABC   be a triangle and   P ,   Q  be two isogonal conjugate points.   A,   B,   C  are reflections of  P   through   BC ,   CA,   AB, resp.   QA,   QB,  QC  cuts  BC ,   CA,   AB   at  D,  E ,   F , resp.Prove that  AD,  BE ,  CF   are concurrent.

    Problem 35.   Let   ABC  be a triangle and   ABC  is cevian triangle of a point   P . Intersections of BC ,  B C ;   C A,  C A;   AB,  AB  are collinear on d.   DEF  is cevian triangle of a point  Q  with respect to  ABC .   BE ,  C F  cut d at  M ,  N , resp.   M B  cuts  N C   at  R.   AR  cuts  BC  at  T .   T M ,  T N   cut 

    A

    ,  A

    B

    at  K ,  L, resp. Prove that  B

    K ,  C 

    L  and  RT   are concurrent.

    Problem 36.   Let   ABC  be a triangle and a point  P .   A   line pass through   P   intersect circumcircle (P BC ),  (P CA),  (P AB)  again at  P a,  P b,  P c, resp. Let   a,   b,   c, be tangets of circumcircle  (P BC ),(P CA),   (P AB)   at   P a,   P b,   P c, resp. Prove that the circumcircle of the triangle determined by the lines  a,  b,   c  is tangent to the circumcircle  (ABC ).

    Problem 37.  Let p, q, r be three lines concur at   O, a 1, a 2, a 3  be three three lines concur at   A. pintersect a 1, a 2, a 3   at   P 1,   P 2,   P 3, q intersect a 1, a 2, a 3   at   Q1,   Q2,   Q3, r intersect a 1, a 2, a 3   at   R1,R2,  R3, resp.   P 3Q2  cuts r at  K .   L  is a point such that  (P 2Q2AL) = −1. Assume that  Q1R2,  P 2R3and  OA   are concurrent. Prove that  R1P 2,  Q2R3  and  KL  are concurrent.

    Problem 38.   Let  ABCD  be cyclic quadrilateral with circumcircle  (O). l is a tangent of  (O). l 1, l 2,l 3, l 4  are reflections of l through  AB,  BC ,  CD,  DA, resp. Prove that there are four cyclic points in six intersections of l 1, l 2, l 3, l 4  and its circumcenter lies on a fixed circle when l move.

    Problem 39.   Let   ABCD  be cyclic quadrilateral.   P   is a point on plane. l is a line pass through  P .P 1,   P 2,   P 3,   P 4  are intersections of l with circumcircle   (P AB),   (P BC ),   (P CD),   (P DA), resp. l 1,l 2, l 3, l 4  is tangent of circumcircles  (P AB),  (P BC ),  (P CD),  (P DA)  at  P 1,  P 2,  P 3,  P 4, resp. Prove that there are four cyclic points in six intersection of l 1, l 2, l 3, l 4.

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    Problem 40.  Let  ABCD be cyclic quadrilateral inscribed  (O).   AC  cuts  BD  at  P .   M ,  L lie on  AD,N ,  K  lie on  BC  such that  M NK L is cyclic and  M K ,  NL  pass through  P . Prove that circumcenter O∗ of  (MNKL)   lies on  OP .

    Problem 41.   Let   ABC   be a triangle and a circle pass thourgh   B,   C   cuts   AB,   AC   at   F ,   E , resp.M  is midpoint of  BC .   M T 1,  M T 2  are tangent of  (AEF )  at  T 1,  T 2, resp.   I ,  K  are midpoint of  M T 1,

    M T 2, resp.   IK   cuts  BC   at  T .   EF  cuts a line pass through  A  parallel to  BC   at  S . Prove that   ST is tangent to circumcircle  (AEF ).

    Problem 42.   Let   AB,   CD,   EF  be chords of circle   (O)  such that segment  EF   cuts segments  AB,CD  at  M ,   N   and  A,  C  are in the same side with  EF .   (O1)  touches  M E ,   M B   and  (O)  internally,(O2)  touches  N F ,  N D  and  (O) internally.   P ,  Q are contact points of  EF   with  (O1),  (O2),  R,  S  are contact points of  (O)  with  (O1),  (O2). Prove that angle bisector of  ∠P O1R,  ∠QO2S ,  ∠O1OO2   are concurrent.

    Problem 43.   Let  ABC  be a triangle inscribed  (O). Bisector of  ∠BAC   intersects  (O)  again at  D.P   is a point on   AD.   Q   lies on   AD   such that   AP .   AQ  =  AB.   AC .   E   is isogonal conjugate of   D

    with respect to triangle  P BC .   M   is midpoint of  AQ. Prove that  M E  always passes throuh centroid G  of triangle  ABC .

    Problem 44.  Let  AB C  be a triangle inscribed  (O). Bisector of  ∠BAC   intersects  (O) again at  D.   P is a point on  AD.   E  is isogonal conjugate of  D  with respect to triangle  P BC .   Q,  R  are projections of  P   on  AC ,  AB, resp.   BQ  cuts  CR  at  F . Prove that  EF  passed through midpoint of  QR.

    Problem 45.   Let   ABC   be triangle inscribed circle   (O).   XY Z   be pedal triangle of a point   P   with respect to triangle  ABC .   P A  cuts  (O)  again at  D.   DE  is a chord of  (O)  and perpendicular to  BC .I   is a midpoint of  DE .   P I  cuts  BC   at  F .   F A  cuts parallel to  P A  through the point  X   at  T . Prove midpoint of  XT   lies on  Y Z .

    Problem 46.   Let   ABC   be triangle and   XY Z  is pedal triangle of a point   P   with respect to   ABC .X  is reflection of  X   through  Y Z ,  Y Z  cuts   BC   at  T .   P X   cuts  Y Z   at  S . Circumcircle  (AST )  cuts T X  again at  M .   O  is circumcenter of triangle  ABC  prove that  M ,  A,  O  are collinear.

    Problem 47.  Let  ABC  be a triangle inscribed circle  (O). Let  P   is a point on perpendicular bisector of  BC .   D  is middle of the arc  BC , not containing  A.   M ,  L  are projections of  P   on  AC ,  AB, resp.DM   intersects   BC ,   (O)   at   X ,   Y .   DL  intersects   BC ,   (O)   at   Z ,   T . Prove that   X ,   Y ,   Z ,   T   are concyclic.

    Problem 48.   Let  ABC  be a triangle.   P ,  P  are two isogonal conjugate point with respsect to  ABC .K ,   K  are projection of   P   and   P  on line   BC , resp.   AH   is altitude of   ABC .   A1,   A2  ∈  AH   such 

    that  AA1 =  P K ,  AA2 =  P K .   P A1,  P A2   intersect line  BC   at  P ,  Q. Prove that  BP   = C Q.

    Problem 49.   Let  ABC  be a triangle and  XY Z  is pedal triangle of a point  P  with respect to  ABC .P  is isogonal conjugate of   P . ( O,   R) is circumcircle of triangle   XY Z .   C   is circle ( P ,  2R). Ray Y P ,  ZP  intersects  C   at  M ,  N , resp.   M N   cuts  Y Z   at  R.   T   is projection of  R  on  P A. Prove that T   is inversion of  A  with respect to  C .

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    Problem 50.   T  is the midpoint of side  AB  of the convex quadrilateral  ABCD. The circle k through C ,  D intersect  AB  at  X ,  Y  such that and  T  is midpoint of  X Y .   K  and  L  are the intersection points of  AD  and  BC  respectively with k.   M   and  N  are the intersection points of  AC   and  BD  respectively with   KL.   P   and   Q  are the intersection points of   DM   and   CN   respectively with the segment   AB.Prove that  AP   = B Q.

    Problem 51.   Let  ABC   be a triangle inscribed  (O)  and point  P .   P A,  P B,  P C  intersect  (O)  again at  X ,  Y ,  Z .   X ,  Y ,  Z  are reflections of  X ,  Y ,  Z   through  OP . Prove that  AX ,  BY  ,  CZ  and  OP are concurrent.

    Problem 52.   Let   ABC  be a triangle inscribed   (O).   P aP bP c   is pedal triangle of point   P   such that circumcenter of   (P aP bP c)   lies on   OP .   P A,   P B,   P C   intersect   (O)  again at   X 

    ,   Y ,   Z .   X ,   Y ,   Z are reflections of   P   through   BC ,   CA,   AB.   XX ,   Y Y ,   ZZ  intersect  (O)  again at  A,   B,   C . Let P aP 

    bP 

    c  be pedal triangle of   P   with respect to triangle   ABC . Prove that the triangles   P aP bP c   and 

    P aP 

    bP 

    c  have the same circumcircle.

    Problem 53.   Let  ABC  be a triangle and the points  M ,  N ,  P .   BC ,  CA,  AB  intersect  M N   at  A,B,  C .   P A  intersect  M N   at  A1. Let  A2  be a point such that cross ratio ( M N C 

    A1) =( N M BA2).

    Defined similarly   B2,   C 2. Prove that   AA2,   BB2,   CC 2   are concurrent. Let   ABC  be a triangle and a point  P .   A1B1C 1   is pedal triangle of  P .   P 

    ∗ is isogonal conjugate of   P .   A2B2C 2  is pedal triangle of   P ∗.   Q   is a point on line   P P ∗.   A2Q,   B2Q,   C 2Q   cut cirumcircle  (A1B1C 1)  again at   A3,   B3,   C 3,respectively.

    a) Prove that  A1A3,  B1B3,  C 1C 3  are concurrent on line  P P ∗.

    b) Prove that  AA3,  BB3,  CC 3   are concurrent.

    Problem 54.   Let   ABC   be triangle.   (O)   is a circle which passes through   B,   C .   AB,   AC   cut   (O)again at  F ,  E .   BE  cuts  CF   at  D.

    a) Prove that tangent at  E ,  F   of  (O)  and  AD  are concurrent at  T b)  DA  cuts  EF   at  G,  BG  cuts  T C   at  M ,  CG  cuts  T B   at  N . Prove that  M ,  N   lie on  (O).

    Problem 55.   Let  ABC  be a triangle. Incircle  (I )  touches  BC ,  CA,  AB   at  D,  E ,  F .   M  is a point on circle center  A  which passes though  E ,  F .

    a) Prove that pedal triangle  XY Z   of  M   with respect to triangle  DEF   is right triangle.b)  DM   cuts  IA  at  K .   M I   cuts  EF   at  T . Prove that  K   lies on circumcircle  (DEF )  if only if  T 

    lies on circumcircle  (XY Z ).c)   M ∗ is isogonal conjugate of   M  with respect to triangle   DEF . Prove that   M ∗ always lies on 

     fixed circle.

    Problem 56.   Let   ABC   be a triangle and point   P .   ABC  is pedal triangle of   P   with respect totriangle   ABC .   O   is circumcenter of triangles   ABC , ( O) is circumcircle of triangle   ABC .   P A,

    P B

    ,   P C 

    intersects ( O

    ) again at   A1,   B1,   C 1, respectively. Assume that   P ,   O,   O

    are collinear.Prove that circumcirles  (P AA1),  (P BB1),  (P CC 1)  have a common point other than  P .

    Problem 57.  Let  AB C  be a triangle with circumcircle  (O).   A circle  (K ) pass though  B , C  intersects AB,  AC   at  F ,   E , respectively.   O1,   O2   are circumcenter of triangles  ABE ,   ACF , respectively.   (L)is circumcircle of triangle  KO1O2.   P  is point on  (L). The line passes though  P  and perpendiculer toOP   intersects  (O)  at  B,  C . Prove that nine −point center of triangle  ABC  always lies on a fixed circle  (J )  and  LJ  ⊥ E F .

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    Tran Quang Hung - Red geometry 7

    Problem 58.  Let  ABC  be a triangle.   D is a point on  BC  such that  ∠BAD  = ∠ACB.   E  is a point on circumcircle  (ACD)   such that   DE    AC .   P   is a point on   AE .   P B  cuts   DE   at   F . Prove that AF   and  CP   intersect on circumcircle  (ACD).

    Problem 59.   Let   ABCDEF  be a hexagon with circumcircle   (O)  and incircle   (I ).   P 1,   P 2  are twopoints on  OI .   AP 1  cuts  (O)  again at  A1.   A1P 2  cuts  (O)  again at  A2. Similarly we have  B1,  B2,  C 1,

    C 2,  D1,  D2,  E 1,  E 2,  F 1,  F 2. Prove that  A2D2,  B2E 2,  C 2F 2,  OI  are concurrent.

    Problem 60.   Let   ABC   be a triangle and   (K )   is a circle pass through   B,   C .   AC ,   AB   cuts   (K )again at  E ,  F , resp.   I   is circumcenter of triangle  AE F . Ray  I A cuts the circle ( I ,  IK ) at  T . Prove that  KT   is parallel to angle bisector of  ∠BAC .

    Problem 61.   Let   ABC   be a triangle and   (K )   is a circle pass through   B,   C .   AC ,   AB   cuts   (K )again at  E ,  F .   BE  cuts  CF   at  H .   (O)  is circumcircle of triangle  ABC .

    a) Prove that  HK ,  AO   intersects at point  A on  (O).b) Circumcircles  (BF H ), (CEH ) cut  BA,  CA again at  M ,  N , resp.   (BF H ) cuts  (CEH ) again 

    at  D. Prove that  A,  H ,  D  are collinear and  M ,  N ,  K ,  D  are concyclic.

    c) Let   I   be circumcenter of triangle   KM N . Prove that   IH   and tangent at   B,   C   of   (O)   are concurrent.

    Let  ABC  be a triangle and  ABC  is pedal triangle of a point  P .   AA cuts  P B,  P C  at  M ,  N .The lines pass through  M ,  N  and parallel to  BC  cut  AB,  AC   at  K ,  L, respectively. Prove that  K ,P ,  L  are collinear.

    Problem 62.   Let  ABC  be a triangle.   (K )  is a circle passing through  B,  C .   (K )  cut  AC ,  AB  again at  E ,  F .   BE   cuts  CF   at  G.   H  is projection of  K   on  AG.   L  is circumcenter of triangle  HEF .   N ,P   lie on   AC ,  AB, resp such that  LN    AB ,  LP    AC . The line passing through   N   parallel to  BE cuts the line passing through   P   parallel to   CF   at   T .   S   is midpoint of   AG. Prove that   ST   passes thought fixed point when  (K )  varies.

    Problem 63.   Let  ABC  be a triangle with circumcircle  (O).   (K )  is a circle passing through  B,   C .(K )  cuts  CA,  AB  again at  E ,  F .   BE  cuts  CF   at  H K .

    a) Prove that  H K K   and  AO   intersect on  (O).b)  OK  is isogonal conjugate of  H K   with respect to triangle  ABC . Prove that  OK   lies on  OK .c) Let   L,   N   be the points on   CA,   AB, resp such that   OK L     BE ,   OK N     CF . Prove that 

    LN   B C .d) The line passing through   N   parallel to   BE  cuts the line passing through   L   parallel to   CF   at 

    P . Prove that  P   lies on  AH K .e)  Q,  R   lie on  BE ,  CF , resp such that  P Q   AB ,  P R   AC . Prove that  QR   B C .

     f) Prove that  NQ,  LR  and  AH K  are concurrent.

    g)  D  is projection of  K   on  AH K . Prove that  DK ,  EF ,  BC   are concurrent.h) Prove that  KN  ⊥ B E ,  KL  ⊥  C F .i) Prove that nine points  D,  E ,  F ; P ,  Q,  R; K ,  L,  N   lie on a circle  (N K ).

     j) Prove that  N K   is midpoint of  P K   and  KN K   is parallel to  AO.k) Prove that  H K ,  N K ,  O  are collinear.

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    Tran Quang Hung - Red geometry 8

    Problem 64.   Let   ABC  be a triangle with circumcenter   O  and a point   P .   P A,   P B,   P C   cut   BC ,CA,  AB  at  A1,  B1,  C 1.   A2B2C 2  is pedal triangle of  P , assume that  AA2,  BB2,  CC 2  are concurrent.Let  A3  ∈ B1C 1,   B3  ∈ C 1A1,  C 3  ∈ A1B1   such that  P A3  ⊥  BC ,   P B3 ⊥  CA,   P C 3 ⊥  AB. Prove that AA3,  BB3,  CC 3  and  P O   are concurrent.

    Problem 65.   Let  ABC  be triangle.   A  circle  (K )  passing through  B,  C  cuts  CA,  AB  at  E ,  F .   BE 

    cuts   CF   at  G.   AG  cuts   BC   at   H .   L  is projection of   H   on  EF .   M   is midpoint of   BC .   M K   cuts circumcircle  (KEF )  again at  N . Prove that  ∠LAB = ∠N AC .

    Problem 66.   Let   ABC   be a triangle and   A1B1C 1   is pedal triangle of a point   P   with respect totriangle  ABC .   T  is a point on circumcircle  (A1B1C 1).    is line passing though  T   and perpendicular to   P T .   A2,   B2,   C 2   lie on     such that   P A2  ⊥  P A,  P B2  ⊥  P B,  P C 2  ⊥  P C . Prove that   AA2,   BB2,CC 2  are concurrent.

    Problem 67.  Prove that in a triangle, orthocenter, symmedian point of anticomplementary triangle,third Brocard point are collinear. (Third brocard point is isotomic conjugate of symmedian point).

    Problem 68.

     Let  ABC 

     be triangle with  ∠A

     = 60

    .  O

    , K 

     are circumcenter and symmedian point of triangle  ABC , resp.   OK   cuts   AB,  AC   at   F ,  E .   O,   K  are circumcenter and symmedian point of triangle  AEF , resp. Prove that  OK ,  OK  and  BC  are concurrent.

    Problem 69.   Let   ABC   be a triangle with circumcircle   (O).   D,   E   lie on   (O). Circle   (C 1)   pass through  A,  D  and tangent to  AC . Circle  (C 2)  pass through  A,  E  and tangent to  AB.   (C 1)  cuts  (C 2)again at  P . Prove that  AP ,  BD,  CE  are concurrent.

    Problem 70.   Let   ABC   be triangle.   P   is a point and   D,   E ,   F   are projections of   P   on lines   BC ,CA,  AB.   P B  cuts  DE  at  M .   P C  cuts  DF   at  N .   M N   cuts  P A at  Q.   P B,  P C  cut the line passing through  Q  and perpendicular to  P A  at  K ,  L, resp.

    a) Prove that the line passing through  K  perpendicular to  P C , the line passing through  L perpen-dicular to  P B  and  P A are concurrent at  T .

    b)  U ,  V   are reflections of  T   through  P C ,  P B, resp. Prove that  U ,  V  ,  K ,  L,  P  lie on circle  (O1).c) U V    cuts  K L at  S .   (O2) is circumcircle of triangle  S KU , (O3) is circumcircle of triangle  S LV  .

    Circle  (O2)  and  (O3)  intersects again at  W . Prove that  O1,  O2,  O3,  W ,  P   lie on a circle center  J .d) Prove that  K ,  L,  J  are collinear.

    Problem 71.   Let  ABC  be triangle and  P   is a point.   E ,  F   are projections of  P  on lines  CA,  AB,resp.   Q  is isogonal conjugate of  P   with respect to triangle   ABC .   F P   cuts   EQ  at  K ,   EP   cuts   F Qat  L. Prove that circumcircle  (P EK )  and  (P F L)  intersects again on line  P A.

    Problem 72.   Let  ABC  be triangle.   A circle passing through  B,  C  cuts  CA,  AB  at  E ,  F . Tangent 

    at   E ,   F   of circumcircle   (AEF )  intersects at   K .   M ,   N   is midpoints of   KE ,   KF .   M N   cuts   CA,AB   at  P ,  Q, resp. Prove that  A,  P ,  Q,  K  are concyclic.

    Problem 73.   Let   ABC  be a triangle.   A  circle passing through  B,   C   cuts   CA,   AB   at   E ,   F , resp.BE   cuts   CF   at   H .   M ,   N   are on   AB,   AC   such that   M N   passing through   H .   K   is in   BH   such that   M K   is tangent of circumcircle   (F M H ).   L   is in   CH   such that   NL  is tangent of circumcircle (EN H ). Prove that  KL    B C .

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    Tran Quang Hung - Red geometry 9

    Problem 74.   Let  ABC   be triangle with circumcircle  (O).   P   is a point and  P A,  P B,  P C  cuts  (O)again at  A.   B,  C . Tangent at  A  of  (O)  cuts  BC   at  T .   T P   cuts  (O)  at  M ,  N . Prove that triangle ABC  and  AM N  have the same  A−symmedian.

    Problem 75.   Let   ABC   be a triangle with point   P . Circumcircle   (P AB)   cuts   AC   again at   E .Circumcircle   (P CA)  cuts   AB   again at   F .   M ,   N   are midpoints of   BC ,   EF , resp.   Q   is isogonal 

    conjugate of  P   with respect to triangle  ABC . Prove that  M N   AQ.

    Problem 76.  Let  AB C  be triangle with circumcircle  (O) and a point D.   (O1), (O2) are circumcircles of triangles  ABD,  ACD, resp.   DO1  cuts  (O2)  again at  E .   DO2  cuts  (O1)  again at  F .

    a) Prove that  A,  E ,  F ,  O1,  O2  lie on a circle  (K ).b)  D B  cuts  (O2) again at  M ,  DC  cuts  (O1)  again at  N ,  EM   cuts  (K ) again at  P ,  F N   cuts  (K )

    again at  Q. Prove that  B,  P ,  F ;  C ,  Q,  E ;  P ,  O,  O1;  Q,  O,  O2  are collinear, resp.

    Problem 77.   Let   ABC  be triangle and a point   P .   A1B1C 1   is pedal triangle of   P   with respect totriangle  ABC .   A2B2C 2  is circumcevian triangle of  P .   A3B3C 3  is pedal triangle of  P   with respective to triangle   A2B2C 2. Prove that   A1B1C 1   and   A3B3C 3  are persective if only if   A1B1C 1   and   A2B2C 2

    are perspective.

    Problem 78.   Let  ABC  be triangle with circumcenter  O. Tangent at  A of circumcircle  (ABC )  cuts BC   at  T .

    a) Circle   ω   ( T ,   T A) cuts   (ABC )  again at   D. Prove that   AD   is symmedian of triangle   ABC .(Actually,  ω   is  A−  apollonius circle of triangle  ABC )

    b)  A   line d passes though  O  cuts  (ω)  at  M ,  M . Prove that intersecton of tangents at  M ,  M  of (ω)   lies on symmedian of triangle  ABC .

    c) Let  N ,  N  is isogonal conjugate of  M ,  M  with respect to triangle  ABC . Prove that tangents at  N ,  N  of circumcircle ( AN N ) intersects on line  BC .

    d) Prove that midpoint of  N N  lies on nine −points circle of triangle  ABC .

    Problem 79.   Let   ABCD   be circumscribed quadrilateral with incenter   I .   O1,   H 1   is circumcenter 

    and orthocenter of triangle  IAB.   K 1  is a point such that  −−−→O1K 1 =  k

    −−−→O1H 1, k is a fixed constant, d 1   is 

    the line passing through  K 1  and perpendicular to  AB. Similarly we get d 2, d 3, d 4. Prove that d 1, d 2,d 3, d 4  form circumscribed quadrilateral.

    Problem 80.  Let  ABC  be a triangle with circumcircle  (O).   P  is a point on line  BC  outside  (O).   T is a point on  AP   such that  BT ,  CT   cuts  (O)  again at  M ,   N , resp, then  M N   P A.   Q  is reflection of  P   through  M B,  R   is reflection of  P   through  N C . Prove that  QR ⊥  B C .

    Problem 81.   Let   ABCD   be cyclic quadrilateral. d is perpendicular bisector of   BD.   P   is a point 

    on d.  Q

      is reflection of  P 

     through bisector of angle  ∠BAD

    .  R

      is reflection of  P 

      through bisector of angle  ∠BC D. Prove that  AQ,  CR  and d are concurrent.

    Problem 82.   Let   ABC   be triangle with circumcircle ( O,   R).   P ,   P ∗ are two isogonal conjugate points with respect to triangle   ABC .   Q  is reflection of  P   through   BC .   AP ,   AP ∗ cut   (O)  again at D,  D.   DQ  cuts  (O)  again at  E .   EP ∗ cuts  (O)  again at  E . Prove that  AE   D E .

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    Problem 83.   Let   ABC  be a triangle with circumcircle   (O)  and a point  P .   AP   cuts   (O)  again at D.   E   is on  (O)  such that  DE  ⊥  B C .   EP   cuts  BC   at  F   and  (O)  second time at  G.   Q  is a point on 

    AG  such that  F Q   AP . Prove that   tan   P AB

    tan   P AC =

     tan   F QB

    tan   F QC .

    Problem 84.   Let  ABC  be a triangle with circumcircle  (O).   D,  E  are on  (O).   DE  cuts  BC   at  T .Line passes though  T  and parallel to  AD  cuts  AB,  AC   at  M ,  N . Line passes though  T   and parallel to  AE  cuts  AB,  AC   at  P ,  Q. Perpendicular bisector of  M N ,  P Q  cut perpendicular bisector of  BC at  X ,  Y , resp. Prove that  O   is midpoint of  XY .

    Problem 85.   Let   ABCD  be a cyclic quadrilateral. Circle pass through   A,   D  cuts   AC ,   DB   at  E ,F .   G   lies on   AC   such that   BG     DE ,   H   lies on   BD   such that   CH     AF .   AF  ∩ DE   ≡   X ,DE ∩CH  ≡ Y ,  CH ∩GB ≡ Z ,  GB∩AF  ≡ T .   M   lies on  AC .   N   lies on  BD  such that  MN   AB,P   lies on   AC   such that   N P     BC ,   Q   lies on   BD   such that   P Q     CD. d M   passes though   M , d P passes though  P   such that d M    d P    DE . d Q   passes though  Q, d N   passes though  N  such that d Q  d N   AF . d Q∩  d M  ≡ U , d M ∩  d N  ≡ V  , d N ∩  d P  ≡ W , d P ∩  d Q  ≡ S . Prove that  XU ,   ZW ,  SY ,  T V  are concurrent.

    Problem 86.   Let  O  be circumcenter of triangle  ABC .   D  is a point on  BC .   (K )   is circumcircle of triangle  ABD.   (K )  cuts  OA  again at  E .

    a) Prove that  B,  K ,  O,  E  are concyclic.b)  (K )  cuts  AB  again at  F .   G   is on  (K )  such that  OG    E F .   GK   cuts  AD  at  S .   SE  cuts  BC 

    at  T . Prove that  O,  E ,  T ,  C  are concyclic.

    Problem 87.   Let   ABC   be triangle and   P ,   Q   are two isogonal conjugate points with respect totriangle  ABC . Prove that circumcenter of the triangles  P AB,  P AC ,  QAB,  QAC  are concyclic.

    Problem 88.   Let  ABCD  be a parallelogram.   (O)  is circumcircle of triangle  ABC .   P   is a point on 

    BC .   K  is circumcenter of triangle   P AB.   L   is in  AB   such that  KL ⊥  BC .   CL  cuts  (O)  again at M . Prove that  M ,  P ,  C ,  D  are concyclic.

    Problem 89.  Let  ABC  be a triangle and  P ,  Q  are two arbitrary point.   A1B1C 1  is pedal triangle of P  with respect to triangle   ABC .   A2,   B2,   C 2  are symmetric of   Q   through   A1,   B1,   C 1, respectively.A3,  B3,  C 3  are reflection of  A2,  B2,  C 2   through  BC ,  CA,  AB   , respectively. Prove that  Q,  A3,  B3,C 3  are concyclic.

    Problem 90.   Let  ABC  be a triangle with circumcircle  (O)  and a point  P .   P A,  P B,  P C  cuts  (O)again at  A1, B1,  C 1.   A2,  B2,  C 2 is pedal triangle of  P  with respect to triangle  AB C .   H  is orthocenter of triangle  ABC .   A3,  B3,  C 3  are symmetric of  H   thourgh  A2,  B2,  C 2  respectively. Prove that  A1A3,

    B1B3,  C 1C 3  are concurrent at point  T   lies on  (O).

    Problem 91.   Let   ABCD  be cyclic quadrilateral. The lines passing through midpoint of a side and perpendicular to opposite side are concurrent at point  M . m, n are two perpendicular lines passing through   M . m cuts   AB,   BC ,   CD,   DA,   CA,   BD   at   E ,   F ,   G,   H ,   I ,   J , respectively. n cuts   AB,BC ,  CD,  DA,  CA,  BD  at  X ,  Y ,  Z ,  T ,  U ,  V  .   P ,  Q  are midpoints of  XE ,  GZ ,  K ,  L are midpoints of  F Y ,  HT ,  N ,  P   are midpoints of  U I ,  J V  , respectively. Prove that  P Q,  KL,  N P   are concurrent.

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    Tran Quang Hung - Red geometry 11

    Problem 92.   Let  ABCDE  be bicentric pentagon with incircle  (I )  and circumcircle  (O).   M ,  N ,  P ,Q,  R  are intersections of diagonals a figure. Constructed circles  (K 1),  (K 2),  (K 3),  (K 4),  (K 5)  as in 

     figure. Prove that  XM ,  Y N ,   ZP ,  T Q,  U R  are concurrent at a point  S   on  OI .

    Problem 93.   Let   ABC   be a triangle and   D   is a point on   BC .   M   is a point on   AD. The Line passing through  M  and parallel to  BC  cuts  CA,  AB  at  E ,  F , respectively. The line passing through 

    E  and parallel to  AB  cuts the line passing through  F  and parallel to  CA  at  P .   N  is a point on line P M .   N B  cuts  P F   at  K ,  N C   cuts  P E  at  L,  CK  cuts  BL  at  Q. Prove that  P Q   AD.

    Problem 94.   Let  ABC  be a triangle and  A−excircle touches  BC   at  D. d is a line passing through D. d cut   CA,   AB   at   E ,   F , respectively.   M   is   E −excenter of triangle   DC E ,   N   is   F −excenter of triangle  DBF ,  P   is incenter of triangle  AEF . Prove that  A,  M ,  N ,  P  are concyclic.

    Problem 95.   Let   ABCD   be cyclic quadrilateral with circumcircle   (O).   AC   cuts   BD   at   I .   E ,   F ,G,  H  are incenters of triangles  I AB,  IBC ,  ICD,  IDA, respectively.   (K ),  (L),  (M ),  (N )  are circles tangent to lines   IA,   IB; IB,   IC ; IC ,   ID; ID,   IA   and tangent to   (O)   internally at   X ,   Y ,   Z ,   T ,respectively.

    a) Prove that  X ,  E ,  G,  Z   and  Y ,  F ,  H ,  T   are concyclic on  (O1)  and  (O2), respectively.

    b) Prove that  O   lies on radical axis of  (O1)  and  (O2).

    Problem 96.   Let   ABCDEF   be bicentric hexagon with incircle  (I )  and circumcircle  (O).a) Prove that  AD,  BE ,  CF   are concurrent at point  K   on  OI .b) Constructed circles   (K 1),   (K 2),   (K 3),  (K 4),  (K 5),   (K 6)   as in figure. Let   G,   H ,   J ,   L,   M ,   N 

    be incenters of triangles  KAB,   KBC ,   KC D,   KD E ,   KE F ,   KF A, respectively. Prove that   X ,   G,L,  T ;  Y ,  H ,  M ,  U ;  Z ,  J ,  N ,  V    are concyclic on circles  (O1),  (O2),  (O3), respectively.

    c) Prove that three circles  (O1),  (O2),  (O3)  are coaxal with radical axis is  OI .

    Problem 97.   Let   ABC  be a triangle with circumcenter   O.   P ,   Q  are two isogonal conjugate with respect to triangle such that   P ,   Q,   O   are collinear. Prove that four nine −point circles of triangles ABC ,  AP Q,  BP Q,  CP Q  have a same point.

    Problem 98.  Let  ABC  be a triangle and  O  is circumcenter  I   is incenter.   OI  cuts  BC ,  CA,  AB  at D,   E ,   F . The lines passing through   D,   E ,   F   and perpendicular to   BC ,   CA,   AB  bound a triangle M N P . Let Fe,   G  be Feuerbach points of triangle   ABC   and   M N P . Prove that   OI   passes through midpoint of Fe G.

    Problem 99.   Let   P   be a point on   A   angle bisector of triangle   ABC .   D,   E ,   F   are projections of P   on  BC ,  CA,  AB. Circumcircle of triangle  AEF   intersects  DE ,  DF   again at  M ,  N , resp.   AM ,AN   cut  BC   at  P ,  Q. Prove that  D  is midpoint of  P Q.

    Problem 100.   Let  ABC  be a triangle and a point  P . Let  D,  E ,  F  be projection of  P   on  BC ,  CA,AB. Circumcircle of triangle  AEF   intersect  DE ,  DF  again at  M ,  N , resp.   AM ,  AN  intersect  BC 

    at  Q,  R. Prove that   P RP Q

     =   P E P F 

    .

    Problem 101.   Let  (O1)  and  (O2)  be two circles and d is their radical axis.   I   is a point on d.   IA,IB   tangent to  (O1),   (O2)   ( A ∈ (O1),   B  ∈ (O2)) and   A,   B  have same side with   O1O2, respectively.IA,   IB   cut   O1O2   at   C ,   D.   P   is a point on d.   P C   cut   (O1)   at   M ,   N   such that   N   is between   M and   C .   P D   cut   (O2)  at   K ,   L   such that   L   is between   K   and   D.   M O1   cuts   KO2   at  T . Prove that T M  = T K .

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    Tran Quang Hung - Red geometry 12

    Problem 102.   Let   ABC   be a triangle with circumcircle   (O).   P   is a point.   P T   is diameter of circumcircle triangle  P BC .   P T ,  P C ,  P B   cut  (O)  again at  D,  E ,   F , respectively.   DQ  is diameter of  (O).   AQ  cuts  EF   at  S . Prove that  P D ⊥  S T .

    Problem 103.  Let  ABC  be a triangle  P  is a point such that pedal triangle  DEF   of  P   is also cevian triangle.   P B,  P C   cut  EF   at  X ,  Y , repectively. Prove that  DP   is angle bisector of  ∠XDY .

    Problem 104.   Let   ABC  be a triangle with circumcircle  (O)  and   P ,   Q  are two isogonal conjugate points.   A1,  B1,  C 1  are midponts of  BC ,  CA,  AB, resp.   P A,  P B,  P C  cut  (O)  again at  A2,  B2,  C 2,resp.   A2A1,   B2B1,   C 2C 2   cut   (O)  again at   A3,   B3,   C 3.   A3Q,   B3Q,   C 3Q  cut   BC ,   CA,   AB   at   A4,B4,  C 4. Prove that  AA4,  BB4,  CC 4  are concurrent.

    Problem 105.  Let  ABCD  be circumscribed quadrilateral and  M  is its Miquel point.   (M )  is a circle center  M . Let  A,  B,  C ,  D invert  A,  B,  C ,  D   through  (M ), respectively. Prove that  ABC D is circumscribed quadrilateral.

    Problem 106.   Let   ABC   and   ABC  be two triangles inscribed circle   (O). Prove that orthopoles of   BC ,   C A,   AB with respect to triangle   ABC   and orthopoles of   BC ,   CA,   AB   with respect totriangle  ABC  lie on a circle.

    Problem 107.   Let  ABC  be a triangle inscribed circle  (O).   P  is a point on  (O). Prove that Steiner line of   P   with respect to triangle   ABC   and orthotransversals of   P   with respect to triangle   ABC intersect on Jerabek hyperbola of triangle  ABC .

    Problem 108.   Let  ABC  be a triangle and a point  P .   DEF   is cevian triangle of  P  with respect totriangle  ABC .   M ,  N   are on line  EF   such that  BM   C N . Let  Q  be a point such that  PBQC   is a prallelogram.   BQ  cuts  AC   at  K ,  CQ  cuts  AB   at  L.

    a) Prove that  M K ,  N L  and  BC  are concurrent at a point  T .b) Prove that if  BM   C N   P A  then  T   is midpoint of  BC .

    Problem 109.  Prove that orthopole of orthotransversal of a point that lies on nine points circle of 

    a triangle, also is that point.

    Problem 110.   Let   ABC   be a triangle inscribed an Ellipse   (E )   with center   O   is midpoint of   BC .M ,   N   lie on  (E )   such that   OM    AB,   ON    AC   and   M ,   N  are different side of   A  with   BC . Let AM   cuts  ON   at  P ,  AN   cuts  OM   at  Q. Prove that line  P Q  bisects the area of triangle  ABC .

    Problem 111.   Let  ABC  be a triangle inscribed circle  (O)  and orthocenter  H .   P  is a point on  (O).d is Steiner line of  P .   M   is Miquel point of d with respect to triangle  ABC . Prove that   M ,   P ,   H are collinear iff  OP  ⊥ d.

    Problem 112.   Let  ABC   be triangle inscribed  (O).   (Oa)   is  A−mixtilinear incircle of  ABC . Circle (ωa)  other than  (O)  passing through  B,  C  and touches  (Oa)  at  A

    . Similarly we have  B,  C . Prove 

    that  AA

    ,  BB

    ,  CC 

    are concurrent.Problem 113.  Let  AB C  be a triangle with orthocenter  H  and circumcenter  O.   (ω) is a circle center O  and radius k.   (K ),  (L)  are two circle passing through  O,  H  and touch  (ω)  at  M ,  N .

    a) Prove that  (K ),  (L)  have the same radius.b) Prove that  M N  passes through  H .c) Prove that circle   (Ω)   center   H   radius k also touches   (K )   and   (L)   at   P ,   Q   and   P Q   passes 

    through  O.

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    Tran Quang Hung - Red geometry 13

    Problem 114.   P ,   Q   are antigonal conjugates with respect to  ABC . Then   9−point circles of AP Q,  BP Q,  CP Q  are tangent.

    Problem 115.   Let   P ,   Q  be two antigonal conjugates with respect to triangle   ABC . Circumcircle of triangle   AP Q,   BP Q,   CP Q  cut circumcircle of triangle   ABC   again at   A,   B,   C , respectively.Prove that  AA,  BB ,  CC  are concurrent.

    Problem 116.  Let  ABC   be a triangle, orthocenter  H  and a point  P . Let   ABC  be pedal triangle of   P .   (E )   is circumellipse of triangle   ABC  with center is midpoint of  P H . Prove that orthopole of any line passing though  P   lies on  (E ).

    Problem 117.  Prove that two orthotransversals of two antigonal conjugate points with respect to a triangle are parallel.

    Problem 118.  Let  AB C  be a triangle with circumcenter  O  and a point  P .   d is a line passing though P  and perpendicular to   OP .   d  cuts circumcircle of triangle   P BC ,   P CA,   P AB  again at   X ,   Y ,   Z ,respectively.   A  circle center  O  cuts  OA,  OB,  OC   at  A,  B,  C , respectively. Prove that  AX ,  BY ,C Z 

      are concurrent.