Наименьшее расстояние между центрами окружностей треугольников
На стороне треугольника взяли такую точку , что угол равен углу . Чему равно наименьшее возможное расстояние между центрами окружностей, описанных около треугольников и , если ?
Показать ответ
1/2.
Разобрать решение
Первое решение.
Пусть и — центры окружностей, описанных
около треугольников и соответственно, а — середина
стороны . Треугольники и подобны, так как у них угол
общий, а два других угла равны по условию. Поэтому оставшиеся углы
этих треугольников и также равны (см. рис.). Это
означает, что описанная окружность треугольника касается прямой
, а радиус перпендикулярен касательной . Кроме того,
лежит на серединном перпендикуляре к стороне . Поэтому
отрезок длины является ортогональной проекцией отрезка
на прямую . Но проекция не длиннее отрезка, поэтому
, причём равенство достигается, когда угол
равен , так как в этом случае — середина
стороны , а — середина стороны , —
средняя линия треугольника .
Второе решение.Рассмотрим случай, когда треугольник
остроугольный, см. рис. (остальные случаи разбираются
аналогично).
По теореме о касательной и секущей Далее,
, следовательно, подобны
равнобедренные треугольники и , поэтому равны углы при
их основаниях. Поскольку — серединный перпендикуляр
отрезка , получаем
\begin{align*}
\angle O_1O_2B&=\frac{1}{2}\angle AO_2B=\frac{1}{2}(360^{\circ}-2\angle
ADB)=\&=180^{\circ}-\angle ADB=\angle BDC.
\end{align*}
Кроме того,
\begin{align*}
\angle O_2BO_1&=\angle O_2BD+\angle DBO_1=\
&=\angle O_1BC+\angle DBO_1=\angle DBC,
\end{align*}
следовательно, треугольники и
подобны. Из подобия получаем
\begin{align*}
O_2O_1&=\frac{DC\cdot BO_1}{BC}=DC\cdot
BO_1=\&=\frac{DC}{2}\cdot2BO_1=\frac{DC}{2}(AO_1+O_1C)\geqslant\&\geqslant \frac{DC\cdot AC}{2}=\frac{1}{2},
\end{align*}
причём неравенство обращается в равенство, когда
точка лежит на отрезке , т.е. треугольник
прямоугольный.
Обсуждение
0Комментариев пока нет.