Olimpiadas de Matemáticas
Página de preparación y problemas

Sea $ABCD$ un cuadrilátero convexo y $M$ el punto medio del lado $AB$. La circunferencia que pasa por $D$ y es tangente al lado $AB$ en $A$ corta al segmento $DM$ en $E$. La circunferencia que pasa por $C$ y es tangente al lado $AB$ en $B$ corta al segmento $CM$ en $F$. Supongamos que las rectas $AF$ y $BE$ se cortan en un punto que pertenece a la mediatriz del lado $AB$. Demostrar que $A$, $E$ y $C$ están alineados si y solo si $B$, $F$ y $D$ están alineados.

Se marcan los puntos $A$, $B$, $C$ y $D$ sobre una recta, en ese orden, con $AB$ y $CD$ mayores a $BC$. Se construyen los triángulos equiláteros $APB$, $BCQ$ y $CDR$, con $P$, $Q$ y $R$ en el mismo lado respecto a $AD$. Si $\angle PQR = 120^\circ$, demostrar que \[\frac{1}{AB}+\frac{1}{CD}=\frac{1}{BC}.\]

Sea $ABCD$ un trapecio de bases $AB$ y $CD$ inscrito en una circunferencia de centro $O$. Sea $P$ la intersección de las rectas $BC$ y $AD$. Una circunferencia por $O$ y $P$ corta a los segmentos $BC$ y $AD$ en los puntos $F$ y $G$, respectivamente. Demostrar que $BF=DG$.

Sea $ABC$ un triángulo tal que $AC=2AB$. Sea $D$ el punto de intersección de la bisectriz del ángulo $\angle CAB$ con $BC$. Sea $F$ el punto de intersección de la paralela a $AB$ por $C$ con la perpendicular a $AD$ por $A$. Demostrar que $FD$ pasa por el punto medio de $AC$.

Sea $ABCD$ un cuadrilátero cíclico con $AB\lt CD$ y sea $P$ el punto de intersección de las rectas $AD$ y $BC$. La circunferencia circunscrita del triángulo $PCD$ corta a la recta $AB$ en los puntos $Q$ y $R$. Sean $S$ y $T$ los puntos donde las tangentes desde $P$ a la circunferencia circunscrita de $ABCD$ tocan a dicha circunferencia.

1. Probar que $PQ=PR$.
2. Probar que $QRST$ es un cuadrilátero cíclico.