Две окружности касаются внутренним образом в точке , причём меньшая проходит через центр большей. Хорда большей окружности касается меньшей в точке . Хорды и пересекают меньшую окружность в точках и соответственно.
а) Докажите, что прямые и параллельны.
б) Пусть — точка пересечения отрезков и . Найдите , если радиус большей окружности равен , а .
Решение:
Решение
а)
Пусть -- центр малой окружности, а -- центр большей окружности. Точка лежит на прямой . Поэтому -- диаметр малой окружности. Рассмотрим треугольник . Он вписан в малую окружность, причём угол -- прямой, так как опирается на диаметр , откуда следует, что .
Рассмотрим треугольник . Он равнобедренный, так как как радиусы большей окружности. Значит, -- высота, медиана и биссектриса этого треугольника, откуда .
Аналогичным образом получаем .
Рассмотрим треугольник . В нём отрезок -- средняя линяя, так как соединяет середины сторон треугольника, откуда следует, что , что и требовалось доказать.
б) Пусть -- перпендикуляр, опущенный из центра большей окружности на хорду . Тогда: .
Из прямоугольного треугольника по теореме Пифагора:
Так как -- радиус, проведённый к точке касания: , откуда . Опустим перпендикуляр .
Найдём отрезок :
Из прямоугольного треугольника по теореме Пифагора:
Из прямоугольного треугольника по теореме Пифагора:
лежит на прямой , точка -- середина , откуда -- средняя линяя треугольника .
Тогда
Ответ: