Problema 4, IMO 2010

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Sea $P$ un punto en el interior del triángulo $ABC$ con circunferencia circunscrita $\Gamma$. Las rectas $AP,BP,CP$ cortan otra vez a $\Gamma$ en los puntos $K,L,M$, respectivamente. La recta tangente a $\Gamma$ en $C$ corta a la recta $AB$ en $S$. Demostrar que si $SC=SP$ entonces $MK=ML$.




Imagen de el colado

Mi solución: Sabemos que por

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Mi solución:

Sabemos que $SC=SP$ por ser $SPC$ isósceles. Entonces $SC^2=SP^2=SB \cdot SA$ por potencia del punto $S$. De esta forma obtenemos que $SP$ es tangente al circuncírculo de $ABP$. 

Definamos:

$\angle PAB=\alpha_1$

$\angle MCA=\theta_2$

 $\angle CBL=\theta_1$

$\angle LBA=\beta_1$

$\angle KAC=\alpha_2$

Tenemos que $\angle SPB=\angle PAB=\alpha_1$ por ser el ángulo semi-inscrito al circuncírculo de $BPA$.

Sabemos que $\angle KPB=\alpha_1 + \beta_1$ por ser ángulo externo de $ABP$, entonces $\angle SPK=\beta_1$.

$\angle SCK=\alpha_2$ por ser semi-inscrito y abrir el arco $KC$.

$\angle KCB=\alpha_1$ por abrir el arco $KB$ al igual que $\angle KAB$.

Sabemos que $\angle ACL=\angle ABL=\beta_1$ por abrir el arco $LA$, aparte, $\angle KPC=\alpha_2 + \theta_2$ por ser ángulo externo al triángulo $APC$.

Como $SPC$ es isósceles, tenemos que $\angle SPC=\angle SCP$

de ahí que $\beta_1 + \alpha_2 + \theta_2=\alpha_2 + \theta_1 + \alpha_1$

luego, $\beta_1 + \theta_2=\theta_1 + \alpha_1$

sabiendo que $\angle MCL=\beta_1 + \theta_2$ y que $\angle KCM=\theta_1 + \alpha_1$, podemos concluir que $\angle MCL=\angle KCM$ de ahí que los arcos $KM$ y $ML$ sean iguales.. por lo tanto también sus cuerdas... así, concluimos que:

$KM=ML$   ■

 

Saludos.