Geometri sorularına yaptığım çözümleri de ekledim. ($1,5,9,13,17,21,25,29$)
1) Yanıt: A $\mid AB \mid =a$ , $\mid BC \mid =b$, $\mid CD \mid =c$, $\mid DA \mid = d$ , $\mid AC \mid =p $ ve $\mid BD \mid = q$ olsun. Soruda bize verilenler $a+c=15$, $b+d=\sqrt{43}$ , $p+q=12$ ve çembersellik yardımıyla Ptolemy Teoremi'ni uygularsak $ac+bd=pq$ elde edilir. $|AC|$ nin orta noktası $M$ ve $|BD|$ nin orta noktası $N$ olsun. Bu durumda bizdenin istenen uzunluk $\mid MN \mid$ olur. Bu uzunluk ise Euler dörtgen teoremi ile bulunabilir.
$$4 \mid MN \mid ^2= a^2+b^2+c^2+d^2-p^2-q^2=(a+c)^2-2ac+(b+d)^2-2bd-(p+q)^2+2pq=(a+c)^2+(b+d)^2-(p+q)^2-2pq+2pq=15^2+43-144=124$$ yani $\mid MN \mid = \sqrt{31}$ olarak bulunur.
5) Yanıt: C
$13-14-15$ üçgeninde Heron Formülü ile alan hesaplanırsa $S=84$ olarak bulunabilir. ($S=\sqrt{u(u-a)(u-b)(u-c)}$) Aynı zamanda $S=u.r$ formülünü kullanırsak $84=21r$ den $\mid IP \mid = r=4$ olur. Ayrıca $S=\mid AH \mid .14/2=84$ den $\mid AH \mid =12$ elde edilir. $ABH$ üçgeninde Pisagor Teoremi'nden $\mid BH \mid = 5$ olur. $\mid BI \mid$ doğru parçasını çizersek ve bu doğru parçasının açıortay olduğunu göz önüne alırsak $\dfrac{13+x}{\mid IM \mid}=\dfrac{5}{\mid HI\mid}$. $\mid HP\mid = u-b-5=21-15-5=1$ olur. $M$ den $BC$ ye dik çizdiğimizdeki kesişim noktası $Q$ olsun. $\text{HPI}$ ile $\text{HQM}$ üçgenlerinin benzer olduğu görülebilir. Bu benzerlik yardımıyla $\mid HQ \mid =x$ ve $\mid MQ\mid =4x$ diyelim. $\text{ABG}$ ve $\text{MBQ}$ da benzerdir. Buradan $\mid BQ \mid= 5+x$ olduğundan yardım alırsak $5.4x=12.(5+x)$ ve $x=\dfrac{15}{2}$ elde edilir. $\mid BQ \mid = \dfrac{25}{2}$ olduğundan $\mid MA \mid = \dfrac{65}{2}$ olur. Buradan da istenen cevabı $\dfrac{39}{2}$ olarak bulabiliriz.
9) Yanıt: D Varsayalım ki $\mid AK \mid =x$ olsun. Bu durumda açıortay teoreminden $\mid DF \mid =3a$ ve $\mid FC \mid =(x+1) a$ olacak şekilde $a$ sayısı vardır. Menelaus Teoreminden $$\dfrac{3}{3+3}\dfrac{x}{1}\dfrac{(x+1)a}{3a}=1$$ ve buradan $x=2$ olur. $ACD$ ikizkenar üçgendir. Diğer taraftan açıortay teoremi yardımıyla $\dfrac{\mid BE \mid }{\mid EC \mid}=2$ olduğunu not edelim. Bunu kullanarak tekrardan menelaus teoremi uygularsak $$\dfrac{2}{3}\dfrac{1}{2}\dfrac{\mid AF \mid }{\mid FE \mid}=1$$ olur. Buradan $\mid FE \mid = y$ dersek $\mid AF \mid =3y$ olur ve soruda verilen orantı yardımıyla $\mid FC \mid =3y$ elde edilir. AFC üçgeninde pisagordan $y=\dfrac{1}{\sqrt{2}}$ olur ve $\mid AE \mid =2 \sqrt{2}$ olur. AEC üçgeninde $AE$ uzunluğu için Stewart Teoremi yazıp hesaplarsak $\mid BC \mid = 3 \sqrt{5}$ yani $\angle BAC =90^\circ$ bulunur. Buradan $S=9$ olduğu kolayca görülebilir.
13) Yanıt : C 
Bu soruda $\mid DC \mid = \mid BE \mid $ ve $\angle EBA = 90^\circ$ olacak şekilde bir $\text{E}$ noktası alalım. Bu durumda EB ile CD doğrularının paralel olduğu görülebilir ve dolayısıyla $\text{EBDC}$ bir paralelkenar oluşturur. köşegenlerin kesişim noktası paralelkenar özelliğinden dolayı $N$ noktası olmalıdır. DMN ve DAE üçgenlerindeki benzerlik yardımıyla $|MN|=\dfrac{2\sqrt{2}}{2}=\sqrt{2}$ olur.
17) Yanıt: D Öncelikle trigonometrik bağıntıları not edelim. $\mid AI \mid = 4 R \sin{B/2} \sin{C/2}$ ve $\mid BI \mid = 4R \sin{A/2} \sin{C/2}$ ve $\mid AB \mid = 2R \sin{A}$ ve $\mid AC \mid= 2R \sin{B}$ $$\dfrac{\mid AI \mid }{\mid BI \mid}=\dfrac{\sqrt{3}}{2}=\dfrac{\sin{B/2}}{\sin{A/2}}$$ . Diğer taraftan $\mid AB \mid \mid AC \mid = 4R^2 \sin{B} \sin{A}=16R^2 \sin{A/2} \sin{B/2} \cos{A/2} \cos{B/2}$ ifadesinde $\mid AI \mid $ yerine koyarsak $7=4R \cos{B/2} \cos{C/2}$ geliyor. Buradan $\dfrac{3}{7}=\tan{B/2} \tan{C/2}$ elde edilir. Şimdi $$\dfrac{\mid AI \mid }{\mid BI \mid}=\dfrac{\sqrt{3}}{2}=\dfrac{\sin{B/2}}{\sin{A/2}}=\dfrac{\sin{B/2}}{\cos{(\frac{B+C}{2})}}$$
$\tan{B/2}=x$ ve $ \tan{C/2}=y$ olsun. Bu durumda $xy=3/7$ ve $$\dfrac{x\sqrt{1+y^2}}{1-\frac{3}{7}}=\dfrac{\sqrt{3}}{2}$$ $x=\dfrac{3}{7y}$ yazıp ifadeyi düzenlersek $y=\sqrt{3}$ yani bizdenen istenen açı $60^\circ$ olur.
21) Yanıt : D 
$[CA$ ışını üzerinde $\mid EB \mid = \mid BC \mid $ olacak şekilde bir $E$ noktası alalım. $\angle{CEB}=20$ olur. Ayrıca EAB üçgeninin ikizkenar olduğu görülebilir. $\mid EA \mid = \mid AB \mid $ ve $\angle{DAE}=110^\circ = \angle{DAB}$ olduğunu görürsek DAE ve DAB üçenlerinin eş kenar-açı-kenar eşliğine sahip olduğunu görebiliriz. $\mid DE \mid = \mid DB \mid $ elde edilir. $[EC]$ ye DC doğrusu açıortay olacak şekilde eşkenar üçgen yerleştirirsek ve bu köşeye $F$ dersek Kenar-Açı-Kenar eşliği yardımıyla $\mid DE \mid = \mid DF \mid $ elde edilir. $EBC$ ikizkenar ve $ECF$ eşkenar üçgen olduğu için $BF$ doğrusu $EC$ nin orta dikmesidir ve aynı zamanda $\angle EBC$ ve $\angle CFE$ nin açıortayıdır. Ayrıca $\mid DE \mid = \mid DF \mid = \mid DB \mid $ olduğundan $D$ noktası $EBF$ nin çevrel çemberinin merkezidir. $\angle{EFB}=30$ olduğundan dolayı çevre açı merkez açı mantığı yardımıyla $\angle{EDB}=60$ ve $EDB$ üçgeninin eşkenar olduğunu elde ederiz. Buradan kenar eşitliklerini takip edersek $\mid DB \mid = \mid BC \mid $ olduğuna ulaşırız ve $\angle{CBD}=80^\circ$ elde ederiz.
25) Yanıt : A $DEF$ bir ortik üçgendir ve bu üçgenin iç teğet çemberi yarıçapı ile dış teğet çember yarıçapları sırasıyla $r$ ve $R$ olsun. Heron Formülü ve diğer alan formülleri yardımıyla $$\text{A(DEF)}=84=21r=13.14.15/4R$$ yani $r=4$ ve $R=65/8$ olarak bulunur. Ortik üçgen yardımıyla ana üçgenin ana formülü arasındaki $$\text{A(DEF)}=\dfrac{\text{A(ABC)}.r}{2R}$$ formülünü kullanırsak $\text{A(ABC)}=\dfrac{1365}{4}$ elde edilir. $1365+4=1369$ olur.
29) Yanıt: E $\mid BC\mid = a $ , $\mid AC \mid =b $ ve $ \mid AB \mid = c$ olsun. $\mid AD \mid =\dfrac{bc}{a+c}$ olur. $ABD$ üçgeninde $I$ noktasına göre açıortay teoreminde $$\dfrac{\mid BI \mid }{\mid ID \mid}=\dfrac{c}{\frac{bc}{a+c}}=\dfrac{a+c}{b}$$ olur. Benzer şekilde $\dfrac{\mid IC \mid }{ \mid IE \mid }= \dfrac{a+c}{b}$ ve $p=\mid IB \mid $ ve $q = \mid IC \mid $ olsun. ve bu iki kenar arasındaki açı $\theta$ ve $|IY|=L$ olsun. Küçük üçgenlerde ve büyük üçgende alan formüllerini yazarsak $1/2pq \sin{\theta}=1/2L(p+q)\sin{\theta /2}$ yani $$L= \dfrac{2pq \cos{\theta/2}}{p+q}$$ elde edilir. Bu formülü sorumuzda uygularsak
\[
\mid IY \mid=\frac{2\cdot \mid IB\mid \cdot \mid IC\mid \cos\frac{\theta}{2}}{\mid IB\mid+\mid IC\mid}.
\]
\[
\mid IX \mid =\frac{2\cdot \mid ID\mid \cdot \mid IE\mid \cos\frac{\theta}{2}}{\mid ID\mid+\mid IE\mid}.
\]
ve buradan
\[
\frac{\mid IX \mid }{\mid IY \mid}
=
\frac{\mid ID\mid\cdot \mid IE\mid}{\mid ID\mid+\mid IE\mid}
\cdot
\frac{\mid IB\mid+\mid IC\mid}{\mid IB\mid\cdot \mid IC\mid}.
\] elde ederiz. $\mid IB \mid =m$ $ \mid IC \mid = n$ dersek
\[
\frac{\mid IX\mid}{\mid IY\mid}
=
\frac{
\frac{b}{a+c}\cdot \frac{c}{a+b}(m+n)
}{
\frac{b}{a+c}m+\frac{c}{a+b}n
}.
\]
İç merkezden dolayı
\[
m:n=\mid IB\mid:\mid IC\mid
=
\frac{r}{\sin\frac{B}{2}}:\frac{r}{\sin\frac{C}{2}}
=
\sin\frac{C}{2}:\sin\frac{B}{2}.
\]
Bu nedenle formülde
\[
m=\sin\frac{C}{2},\qquad n=\sin\frac{B}{2}
\]
alabiliriz. Böylece
\[
\begin{aligned}
\frac{\mid IX\mid}{\mid IY\mid}
&=
\frac{
\frac{b}{a+c}\cdot \frac{c}{a+b}
\left(\sin\frac{B}{2}+\sin\frac{C}{2}\right)
}{
\frac{b}{a+c}\sin\frac{C}{2}
+
\frac{c}{a+b}\sin\frac{B}{2}
} \\[2mm]
&=
\frac{
\sin\frac{B}{2}+\sin\frac{C}{2}
}{
\sin\frac{C}{2}\cdot \frac{a+b}{c}
+
\sin\frac{B}{2}\cdot \frac{a+c}{b}
}.
\end{aligned}
\]
Sinüs teoreminden
\[
\sin\frac{C}{2}\cdot \frac{a+b}{c}
=
\sin\frac{C}{2}\cdot \frac{\sin A+\sin B}{\sin C}
=
\cos\frac{A-B}{2},
\]
ve benzer şekilde
\[
\sin\frac{B}{2}\cdot \frac{a+c}{b}
=
\cos\frac{A-C}{2}.
\]
Dolayısıyla ana denklem
\[
\begin{aligned}
\frac{\mid IX\mid}{\mid IY\mid}
&=
\frac{
\sin\frac{B}{2}+\sin\frac{C}{2}
}{
\cos\frac{A-B}{2}+\cos\frac{A-C}{2}
} \\[2mm]
&=
\frac{
2\sin\frac{B+C}{4}\cos\frac{B-C}{4}
}{
2\cos\frac{2A-B-C}{4}\cos\frac{B-C}{4}
} \\[2mm]
&=
\frac{\sin t}{\sin 3t},
\qquad
t=\frac{180^\circ-A}{4}.
\end{aligned}
\]
Verilen koşuldan
\[
\frac{\mid IX\mid}{\mid IY\mid}=\frac12
\]
olduğu için
\[
\frac{\sin t}{\sin 3t}=\frac12.
\]
Buradan
\[
2\sin t=\sin 3t=3\sin t-4\sin^3 t.
\]
Dolayısıyla
\[
\sin t(1-4\sin^2 t)=0.
\]
$(0<t<45^\circ) $ olduğundan $\sin t\neq 0$, bu yüzden
\[
\sin t=\frac12.
\]
$t=30$ ve $A=60^\circ$ elde edilir.