Главная       Научный калькулятор
Меню


Окружность радиуса 6 см касается внешним образом второй окружности в точке С. Прямая, проходящая через точку С, пересекает первую окружность в точке А, а вторую окружность-в точке В. Найти радиус второй окружности, если АС=4 см, ВС=6 см.



Решение:
Если провести касательную к обеим окружностям в точке С, то равенство вертикальных углов при этой касательной и заданной секущей АВ означает, что дуги обеих окружностей (АС и ВС) "имеют одинаковую градусную меру", то есть соответствующие им центральные углы равны. Это означает, что треугольники, образованные радиусами и хордами АС и ВС, подобны, то есть длина хорды пропорциональна радиусу, то есть ВС в полтора раза больше АС. Отсюда ответ - 9.
Из центров окружностей О1 и О2 опустим перпендикуляры О1К1 и О2К2 на АВ. СК1 = АС/2 = 2; СК2 = ВС/2 = 3; О1К1 II О2К2 (обе прямые перпендикулярны АВ). Прямоугольные треугольники СО1К1 и СО2К2 подобны (у них все углы равны попарно).
О2С/О1С = СК2/СК1; О2С/6 = 3/2; О2С = 9.
Между прочим, заодно доказано, что углы АО1С и ВО2С, и прямые АО1 II ВО2;

О1 и О2 - центры двух касающихся внешним образом окружностей. Прямая О1О2 пересекает первую окружность (с центром в точке О1) в точке А. Найдите диаметр второй окружности, если радиус первой равен 5 см, а касательная, проведенная из точки А ко второй окружности, образует с прямой О1О2 угол в 30*.

Рисуем две касающиеся окружности: левая (меньшая) О1 и правая (большая) О2. Проводим прямую через точки О1 и О2. Крайняя левая точка пересечения с окр О1 пометим как А. Проводим из точки А касательную АВ к окр. О2. В - точка касания.
Рассмотрим прям. Тр-ик АВО2. В нем:
АО2 = 2R1 + R2 = 10 + R2,  (гипотенуза).
О2В = R2 - катет против угла в 30 гр.
Значит 2R2 = 10 + R2
R2 = 10,  2R2 = 20
Ответ: 20

Окружность радиуса 4 касается внешним образом второй окружности в точке. Общая касательная к этим окружностям, проходящая через точку В, пересекается с некоторой другой их общей касательной в точке. Найдите радиус второй окружности, если АВ=6.

Решение очень простое - вся "хитрость" в том, что угол О1АО2 (между пунктирными прямыми) равен 90°м. Дело в том, что О1А и О2А - биссеткриссы смежных углов (почему биссектрисы, это понятно? Обоснуйте), а сумма смежных углов 180°. Ну, сумма половин смежных углов (то есть сумма угла О1АВ и угла О2АВ) дает 90.
Таким образом, трегольник О1АО2 - прямоугольный, и АВ - высота к гипотенузе.  
Дальше - очень полезное "заклинание" - хотя и очень простое.  
Высота к гипотенузе делит прямоугольный треугольник на два, подобные ему - и между собой тоже, конечно.  
Поэтому
О1B/АВ = АВ/О2В;
О1B = АВ^2/O2B = 6^2/4 = 9; 

Две окружности касаются внешним образом в точке А. Прямая l касается первой
окружности в точке В, а второй – в точке С.
А) Докажите, что треугольник АВС прямоугольный.
Б) Найдите площадь треугольника АВС, если радиусы окружностей 8 и 2

Из центров окружностей и точки А проведем перпендикуляры к прямой ВС
отрезок общей внешней касательной к 2 окружностям равен 2VRr=2V16=8
обозначим точку пересечения перпендикуляра из т А с ВС точкой К ВК=КА=КС по свойству касательных проведенных из одной точки
треугольникиВАК и КАС равнгобедренные и прямоугольные  ВА=АС=√16+16=4√2
ВС гипотенуза =√32+32=8 значит треугольник АВС прямоугольный 
S=4√2x4√2/2=16ед²

Окружности радиусов 15 и 21 касаются внешним образом. Точки A и B лежат на первой окружности, точки C и D — на второй. При этом AC и BD — общие касательные окружностей. Найдите расстояние между прямыми AB и CD.

Пусть О₁ и О₂ - центры меньшей и большей окружностей соответственно, а также пусть О₁O₂ пересекает AB и CD в точках F и Е (см. Рисунок). Опустим перпендикуляр O₁H на радиус O₂C. Тогда CH=AO₁=15 и
cos(∠O₁O₂H)=O₂H/O₁O₂=(21-15)/(21+15)=1/6.
Т. К. AO₁||CO₂ (они перпендикулярны AC), то ∠AO₁F=∠CO₂E=∠O₁O₂H.
Поэтому FO₁=AO₁cos(∠AO₁F)=15*1/6=5/2,
O₂E=CO₂cos(∠CO₂E)=21*1/6=7/2.
Отсюда искомое расстояние EF=FO₁+O₁O₂-O₂E=5/2+(15+21)-7/2=35.

Окружности радиусов 27 и 54 касаются внешним образом. Точки A и B лежат на первой окружности, точки C и D — на второй. При этом AC и BD — общие касательные окружностей. Найдите расстояние между прямыми AB и CD.

R≡54,r≡27. Пусть # синвол параллельности, ↓ перпендикуляр. R ↓ ac, r ↓ ac ⇒ao2 # co1. (ao2=r, co1=R). o1,o2 ∈ m. Где m=Mo1 и M точка пересечение ac и bd. O1q ↓ cd, O2n ↓ ab. cd # ab. ( cd # n, n↓m ab # n). Значит qn расстояние между ab и cd. Угл cmo2=a ⇒ sin(a)=27/(27+x)=O2n/27 27/(27+x)=54/(108+x). Где x =LM L точка пересечение (o2;r) c m. Sin(a)=O1q/54=O2n/27. Отсюда O2n=9 O1q=18 ⇒ QK=54-18=36. QN= 36+27+9=72. Простите если непонятно писал.


Обозначим центр меньшей окружности Т, большей - Е, точку соединения  касательных АС и ВД - К.  
Соединим центры окружностей и точки касания с АC. 
Углы КАТ=КCЕ=90º 
Из Т проведем параллельно АC прямую до пересечения с радиусом CЕ в точке Н.  
CН=АТ
НЕ=СЕ- CН=27. 
ТЕ=r+R=27+54=81 
Косинус угла НЕТ=НЕ: ТЕ=27:81=1/3 
Синус угла НЕТ=√(1-cos²∠НЕТ)=(2√2):3 
ТН=ТЕ*sin TEH=81*(2√2):3=54√2 
В треугольнике КCЕ отрезок ТН паралллеьна и =АС - средняя линия.
 КC=2 ТН=108√2 
КА=АC=54√2 
КА=КВ, КС=КД как отрезки касательных из одной точки.  
Треугольники КАВ и КСД равнобедренные.  КМ и КР - их высоты.
 АВ|| СД 
Треугольники КАМ и НЕТ подобны - прямоугольные и имеют равный острый угол.  ⇒
угол МАК=углу НЕТ и их синусы равны.
КМ=АК*sin∠МАК=(54√2)*(2√2):3=72 
АМ || СР
 АМ - средняя линия треугольника СКР
МР=КМ=72 и является расстоянием между АВ и СД

Окружности радиусов 15 и 21 касаются внешним образом. Точеи А и В лежат на первой окружности, точки С и Д на второй. При этом АС и ВД общие касательные окружностей. Найдите расстояние между прямыми АВ и СД

Искомое расстояние - длина перпендикуляра ВН, опущенного из В на СD.
AB и CD - хорды, перпендикулярны  прямой ОО1, содержащей диаметры окружностей.  
AB||CD
Пусть центр меньшей окружности - О, большей - О1. 
Проведем радиусы r и R в точки касания.  
Проведем к О1D отрезок ОК||BD. 
Т. К.  r||R, и оба перпендикулярны ВD,  то ОКВD- прямоугольник.  
ОK=BD
О1К=R-r=21-15=6
OO1=R+r=21+15=36
Из ∆ OКО1 по т. Пифагора
OК=√(36²-6²)=√1260=6√35
∠HBD=∠KOO1- их стороны взаимно параллельны.
∆ OKO1 ~ ∆ BHD
cos∠KOO1=OK/OO1
cos∠HBD=cosKOO1=(√35):6
BH=BD•cosHBD=(6√35)•(√35):6=35 (ед. Длины) это искомое расстояние.  

Две окружности касаются внешним образом в точке K. Прямая AB касается первой окружности в точке A, а второй- в точке B. Найдите площадь треугольника AKB, если известно, что радиусы окружности равны 4 и 1.

Первое, - треугольник АВК прямоугольный.
Площадь прямоугольного треугольника = половине произведения катетов)
гипотенуза АВ = 4 -это очевидно из получившейся трапеции.
а чтобы найти катеты не хватает известных углов)
на рисунке есть два равных треугольника:
треугольник АВК равен половине равнобедренного треугольника с боковыми сторонами 4 -по гипотенузе и острому углу)
из этого очевидно: АК = 2*КВ
по т. Пифагора
4х² + х² = 16  ->  5x² = 16
S(ABK) = (1/2)*x*2x = x² = 16/5 = 3.2

Окружности радиусов 36 и 45 касаются внешним образом. Точки А и В лежат на первой окружности, точки С и Д- на второй. При этом Ас и ВД-общие касательные окружностей. Найдите расстояние между прямыми АВ и СД.

Расстояние между центрами О1 и О2 окружностей равно 36+45 = 81.
Из центра меньшей окружности проведём отрезок параллельно касательной до радиуса в точку касания большей окружности.
Синус угла между этим отрезком и линией О1О2 равен (45-36)/81 = 9/81 = 1/9.
Этот угол равен углам между АВ и СД и радиусами в точки касания.
Тогда искомое расстояние L между АВ и СД равно:
L = 81-45*(1/9)+36*(1/9) = 81-5+4 = 80.


Искомое расстояние - длина перпендикуляра ВН, опущенного из В на СD.
AB и CD - хорды, перпендикулярны  прямой ОО1, содержащей диаметры окружностей.  
AB||CD
Пусть центр меньшей окружности - О, большей - О₁. 
Проведем радиусы r и R в точки касания.  
Проведем к О₁D отрезок ОК||BD. 
Т. К.  r ||R, и оба перпендикулярны ВD,  то ОКВD- прямоугольник.  
ОK=BD
О₁К=R-r=45-36=9
OO₁=R+r=45+36=81
Из ∆ OКО₁ по т. Пифагора
OК=√(81²-9²)=√6480=36√5
∠HBD=∠KOO₁- заключены между взаимно параллельными сторонами.  
∆ OKO₁ ~ ∆ BHD
cos∠KOO₁=OK/OO₁
cos∠HBD=cos∠KOO₁=(36√5):9=(4√5):9
BH=BD•cos∠HBD=(36√5)•(4√5):9=80 (ед. Длины)

Окружности радиусов 4 и 60 касаются внешним образом. Точки A и B лежат на первой окружности, точки C и D - на второй. При это AC и BD - общие касательные окружностей. Найдите расстояние между прямыми AB и CD

АО1=4, СО2=60, Найти АР.
О1О2=4+60=64.
АК=О1О2=64. 
АК║O1O2, АК⊥СД.
Тр-ки АСК и CHR подобны, так как ∠К - общий и оба прямоугольные, значит АК/СК=СК/РК ⇒ РК=СК²/АК.
КО2=АО1.
СК=СО2-КО2=60-4=56.
РК=56²/64=49.
АР=АК-РК=64-49=15 - это ответ.

Окружности радиусов 22 и 99 касаются внешним образом. Точки А и В лежат на первой окружности, точки С и В — на второй. При этом АС и BD — общие касательные окружностей. Найдите расстояние между прямыми АВ и CD

Касательные АС и ВД образуют угол, биссектриса которого проходит через центры окружностей О1О2. Половина этого угла α равна углу между радиусами R1и R2, проведенными в точку касания и прямыми АВ и СД.
Проведём отрезок из точки касания меньшей окружности параллельно О1О2 до прямой СД.
sinα = (R2-R1)/(R2+R1)= (99-22)/(99+22) = 7/11 ≈  0,636364.
Расстояние от середины АВ до R1 равно 22*(7/11) = 14.
Расстояние от середины СД до R2 равно 99*(7/11) = 63.
Ответ: расстояние между прямыми АВ и CD равно (22+99)+14-63 = 72.

Окружности радиусов 12 и 20 касаются внешним образом. Точки А и В лежат на первой окружности, точки С и D — на второй. При этом АС и BD — общие касательные окружностей. Найдите расстояние между прямыми АВ и CD.

Дано:
ω(O1; R1)
ω(O2; R2)
ω(О1;R1)∩ω(O2;R2) = N
AC, BD - общие касательные
A∈ω (O1;R1)
B∈ω(O1; R1)
C∈ω (O2;R2)
D∈ω(O2; R2)
R1 = 12
R2 = 20
AH⊥CD
-
AH -
Решение:
Пусть O1E⊥CO2. Тогда AO1CE - прямоугольник, т.к. ∠O1AC = ∠ACO1 = ∠O1EC = 90°.
Тогда AC = O1E - как противоположные стороны прямоугольника.
O1O2 = R1 + R2.
CE = AO1 - опять же, к. AO1EC - прямоугольник. Тогда CE = R2 - AO1 = R2 - R1.
По теореме Пифагора в ∆O1EC:
O1E = √O1O2² - EO2² = √(R1 + R2)² - (R2 - R1)² = √R1² + 2R1R2 + R2² - R2² + 2R1R2 - R1² = √4R1R2 = 2√R1R2.
∠ACH =1/2UCD - как угол между касательной и хордой.
∠O1O2C = UNC = 1/2UCD (т.к. UNC = UND) - как центральный угол.
Тогда ∠O1O2C = ∠ACD => sinACD = sinO1O2C.
sinO1O2C = O1E/O1O2 = 2√R1R2/(R1 + R2) => sinACD = 2√R1R2/(R1 + R2).
sinACD = AH/AC => AH = sinACD•AC = 2√R1R2•2√R1R2/(R1 + R2) = 4R1R2/(R1 + R2)
Подставляем значения R1 и R2:
AH = 4•12•20/(12 + 20) = 960/32= 30.
Ответ: 30.

Окружности радиусом 45 и 55 касаются внешним образом. Точки a и b лежат на первой окружности, точки c и d - на второй. При этом ِac и bd - общие касательные окружностей. Найдите расстояние между прямыми ab и cd.

Касательные пересекутся в точке (обозначим) M
центры окружностей (вписанных в угол между касательными) 
лежат на биссектрисе этого угла
радиусы, проведенные в точки касания, перпендикулярны касательным)
биссектриса будет и высотой и медианой в равнобедренных треугольниках CMD (AMB) т.к. Отрезки касательных, проведенные из одной точки, равны)
получили подобные прямоугольные треугольники.
Искомое расстояние = 99

Окружности радиусов 45 и 90 касаются внешним образом. Точки A и B лежат на первой окружности, точки C и D на второй. При этом AC и BD – общие касательные окружностей. Найдите расстояние между прямыми AB и CD.

Продлим касательные до их пересечения в точке М.   

Центры О и О касающихся  окружностей лежат на  биссектрисе МО угла СМD.

r =OB=45,  R=OD=90. 
Радиусы ОВ и ОD, проведенные в точки касания, перпендикулярны касательной МD (свойство радиусов). 
 Из О проведем ОН ║ МD.  В параллелограмме ОВDО В=D= 90°, следовательно, О₁ОDВ - прямоугольник.  
HD=O₁B, ОН=90-45=45
Прямоугольные ∆ МО₁В и ∆ МОD подобны по общему острому углу при М.  
ОО₁=R+r=90+45=135
Косинус  равных углов при О и О=ОН/ОО=45/135=1/3
Тогда КО₁В•cos KOB=45•1/3=15
TO=DO•cos TOD=90•1/3=30
Расстояние   между АВ и СD  равно 

КТ=ОО-ТО+КО₁=135-30+15=120 (ед. Длины)