Две окружности, имеющие общую точку, касаются в этой точке, если они имеют в ней общую касательную.
Общая точка двух окружностей называется точкой касания окружностей.
Касание окружностей может быть внешним и внутренним.
Внешнее касание окружностей— это касание, при котором центры окружностей лежат по разные стороны от общей касательной.
Внутреннее касание окружностей — касание, при котором центры окружностей лежат по одну сторону от общей касательной.
Касающиеся окружности имеют только одну общую точку — точку касания.
Центры касающихся окружностей и их общая точка касания лежат на одной прямой.
При любом виде касания по свойству касательной касательная перпендикулярна радиусам, проведённым в точку касания:
По теореме о существовании и единственности прямой, перпендикулярной данной,через точку A можно провести только одну прямую, перпендикулярную данной прямой k.
Следовательно, все три точки: центры окружностей O1, O2 и A лежат на одной прямой.
При внешнем касании расстояние между центрами окружностей равно сумме их радиусов:
При внутреннем касании расстояние между центрами окружностей равно разности радиусов:
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 из этих окружностей.
б) Найдите радиус третьей окружности, если известно, что радиусы первых двух равны 4 и 1.
а) Пусть АВ — диаметр большей из трёх окружностей, О — её центр, O1 — центр окружности радиуса r у касающейся окружности с диаметром АВ в точке А, O2 — центр окружности радиуса R, касающейся окружности с диаметром АВ в точке С, окружности с центром O1 — в точке D, отрезка АВ — в точке Е. Точки О, O2 и С лежат на одной прямой, поэтому OO2 = ОС − O2С = ОС − R. Аналогично ОО1 = OA − О1А = ОА − r и O1O2 = O1D + O2D = r + R. Следовательно, периметр треугольника OO1O2 равен
а так как О1E = OO1 + ОЕ, то Полученное уравнение не имеет корней, что означает, что данная конфигурация невозможна.
Рассмотрим случай, когда точка Е лежит между точками О и А. В этом случае О1E = OO1 − ОЕ, то есть Из этого уравнения находим, что
Ответ:
Критерии оценивания выполнения задания
Баллы
Имеется верное доказательство утверждения пункта a) и обоснованно получен верный ответ в пункте б)
3
Получен обоснованный ответ в пункте б)
имеется верное доказательство утверждения пункта а) и при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки
2
Имеется верное доказательство утверждения пункта а)
при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки,
Две окружности на плоскости. Общие касательные к двум окружностям
Взаимное расположение двух окружностей
Общие касательные к двум окружностям
Формулы для длин общих касательных и общей хорды
Доказательства формул для длин общих касательных и общей хорды
Взаимное расположение двух окружностей
Фигура
Рисунок
Свойства
Две окружности на плоскости
Взаимное расположение на плоскости двух окружностей радиусов r1 и r2 с центрами O1 и O2определяется расстоянием d между центрами этих окружностей
Каждая из окружностей лежит вне другой
Расстояние между центрами окружностей больше суммы их радиусов
Расстояние между центрами окружностей равно сумме их радиусов
Внутреннее касание двух окружностей
Расстояние между центрами окружностей равно разности их радиусов
Окружности пересекаются в двух точках
Расстояние между центрами окружностей больше разности их радиусов, но меньше суммы их радиусов
r1– r2 лежит внутри другой
Расстояние между центрами окружностей меньше разности их радиусов
dr1 и r2 с центрами O1 и O2определяется расстоянием d между центрами этих окружностей
Каждая из окружностей лежит вне другой
Расстояние между центрами окружностей больше суммы их радиусов
Внешнее касание двух окружностей
Расстояние между центрами окружностей равно сумме их радиусов
Внутреннее касание двух окружностей
Расстояние между центрами окружностей равно разности их радиусов
Окружности пересекаются в двух точках
Расстояние между центрами окружностей больше разности их радиусов, но меньше суммы их радиусов
r1– r2 лежит внутри другой
Расстояние между центрами окружностей меньше разности их радиусов
dr1 и r2 с центрами O1 и O2определяется расстоянием d между центрами этих окружностей
Каждая из окружностей лежит вне другой
Расстояние между центрами окружностей больше суммы их радиусов
Внешнее касание двух окружностей
Расстояние между центрами окружностей равно сумме их радиусов
Расстояние между центрами окружностей равно разности их радиусов
Окружности пересекаются в двух точках
Расстояние между центрами окружностей больше разности их радиусов, но меньше суммы их радиусов
r1– r2 лежит внутри другой
Расстояние между центрами окружностей меньше разности их радиусов
d внешней касательной к двум окружностям, если она касается каждой из окружностей, а окружности лежат по одну сторону от этой прямой.
Внутренняя касательная к двум окружностям
Прямую называют внутренней касательной к двум окружностям, если она касается каждой из окружностей, а окружности лежат по разные стороны от этой прямой.
Внутреннее касание двух окружностей
Существует единственная общая внешняя касательная. Других общих касательных нет.
Окружности пересекаются в двух точках
Существуют две общих внешних касательных. Других общих касательных нет.
Внешнее касание двух окружностей
Существует единственная общая внутренняя касательная, а также две общих внешних касательных. Других общих касательных нет.
Каждая из окружностей лежит вне другой
Существуют две общих внешних касательных, а также две общих внутренних касательных. Других общих касательных нет
Внешняя касательная к двум окружностям
Прямую называют внешней касательной к двум окружностям, если она касается каждой из окружностей, а окружности лежат по одну сторону от этой прямой.
Внутренняя касательная к двум окружностям
Прямую называют внутренней касательной к двум окружностям, если она касается каждой из окружностей, а окружности лежат по разные стороны от этой прямой.
Внутреннее касание двух окружностей
Существует единственная общая внешняя касательная. Других общих касательных нет.
Окружности пересекаются в двух точках
Существуют две общих внешних касательных. Других общих касательных нет.
Внешнее касание двух окружностей
Существует единственная общая внутренняя касательная, а также две общих внешних касательных. Других общих касательных нет.
Каждая из окружностей лежит вне другой
Существуют две общих внешних касательных, а также две общих внутренних касательных. Других общих касательных нет
Прямую называют внешней касательной к двум окружностям, если она касается каждой из окружностей, а окружности лежат по одну сторону от этой прямой.
Прямую называют внутренней касательной к двум окружностям, если она касается каждой из окружностей, а окружности лежат по разные стороны от этой прямой.
Существует единственная общая внешняя касательная. Других общих касательных нет.
Существуют две общих внешних касательных. Других общих касательных нет.
Существует единственная общая внутренняя касательная, а также две общих внешних касательных. Других общих касательных нет.
Существуют две общих внешних касательных, а также две общих внутренних касательных. Других общих касательных нет
Формулы для длин общих касательных и общей хорды двух окружностей
Фигура
Рисунок
Формула
Внешняя касательная к двум окружностям
Длина общей внешней касательной к двум окружностям вычисляется по формуле
Внутренняя касательная к двум окружностям
Длина общей внутренней касательной к двум окружностям вычисляется по формуле
Общая хорда двух пересекающихся окружностей
Длина общей хорды двух окружностей вычисляется по формуле
Внешняя касательная к двум окружностям
Длина общей внешней касательной к двум окружностям вычисляется по формуле
Внутренняя касательная к двум окружностям
Длина общей внутренней касательной к двум окружностям вычисляется по формуле
Общая хорда двух пересекающихся окружностей
Длина общей хорды двух окружностей вычисляется по формуле
Длина общей внешней касательной к двум окружностям вычисляется по формуле
Длина общей внутренней касательной к двум окружностям вычисляется по формуле
Общая хорда двух пересекающихся окружностей
Длина общей хорды двух окружностей вычисляется по формуле
Доказательства формул для длин общих касательных и общей хорды двух окружностей
Две окружности касаются внутренним образом в точке A, причём меньшая проходит через центр большей. Хорда BC большей окружности касается меньшей в точке P. Хорды AB и AC пересекают меньшую окружность в точках K и M соответственно.
а) Докажите, что прямые KM и BC параллельны.
б) Пусть L — точка пересечения отрезков KM и AP. Найдите AL, если радиус большей окружности равен 10, а BC = 12.
а) Пусть O — центр большей окружности. Линия центров касающихся окружностей проходит через точку касания, поэтому OA — диаметр меньшей окружности.
Точка K лежит на окружности с диаметром OA, значит, ∠AKO = 90°. Отрезок OK — перпендикуляр, опущенный из центра большей окружности на хорду AB. Поэтому K — середина AB. Аналогично, M — середина AC, поэтому KM — средняя линия треугольника ABC. Следовательно, прямые MK и BC параллельны.
б) Отпустим перпендикуляр OH на хорду BC. Тогда H — середина BC. Из прямоугольного треугольника OHB находим, что
Пусть Q — центр меньшей окружности. Тогда прямые QP и OH параллельны. Опустим перпендикуляр QF из центра меньшей окружности на OH. Тогда
а из прямоугольного треугольника APO находим, что
Отрезок KM — средняя линия треугольника ABC, поэтому L средняя AP. Следовательно,
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 из этих окружностей.
б) Найдите радиус третьей окружности, если известно, что радиусы первых двух равны 6 и 2.
а) Пусть АВ — диаметр большей из трёх окружностей, О — её центр, O1 — центр окружности радиуса r у касающейся окружности с диаметром АВ в точке А, O2 — центр окружности радиуса R, касающейся окружности с диаметром АВ в точке С, окружности с центром O1 — в точке D, отрезка АВ — в точке Е. Точки О, O2 и С лежат на одной прямой, поэтому OO2 = ОС − O2С = ОС − R. Аналогично ОО1 = OA − О1А = ОА − r и O1O2 = O1D + O2D = r + R. Следовательно, периметр треугольника OO1O2 равен
а так как О1E = OO1 + ОЕ, то Из этого уравнения находим, что R = 3 (это значит, что диаметр искомой окружности равен радиусу наибольшей из трёх окружностей, то есть точка Е совпадает с О).
Полученное уравнение не имеет корней, что означает, что данная конфигурация невозможна.
Из этого уравнения находим, что 
Взаимное расположение двух окружностей
Из этого уравнения находим, что R = 3 (это значит, что диаметр искомой окружности равен радиусу наибольшей из трёх окружностей, то есть точка Е совпадает с О).