Две окружности касаются внутренним образом. Третья окружность касается первых двух и их линии центров.
а) Докажите, что периметр треугольника с вершинами в центрах трёх окружностей равен диаметру наибольшей их этих окружностей.
б) Найдите радиус третьей окружности, если известно, что радиусы первых двух равны 6 и 2.
а) Пусть AB — диаметр большей из трёх окружностей, O — её центр, O1 — центр окружности радиуса r, кающийся окружности с диаметром AB в точке A, O2 — центр окружности радиуса R, касающийся окружности с диаметром AB в точке C, окружности с центром O1 — в точке D, отрезка AB — в точке E. Точки O, O2 и C лежат на одной прямой, поэтому OO2 = OC − O2C = OC − R.
Аналогично OO1=OA − O1A=OA − r, O1O2 = O1D + O2D = r + R.
Следовательно, периметр треугольника OO1O2 равен
б) Пусть OA = 6, r = 2. Тогда
Из прямоугольных треугольников O1O2E и OO2E находим, что
Возможны два случая: (O лежит между E и O1) и
(E лежит между O и O1). Это дает нам два уравнения
и
которые имеют общее решение R = 3, это означает, что диаметр искомой окружности равен радиусу наибольшей из трёх окружностей, что точка E совпадает с O.
Ответ: 3.


Почему точки C, O2 и О лежат на одной прямой!?
Потому, что радиусы окружностей проведенные в точку касания перпендикулярны общей касательной.