Окружность радиуса $6 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$ вписана в прямой угол. Вторая окружность также вписана в этот угол и пересекается с первой в точках M и N. Известно, что расстояние между центрами окружностей = 8. Найдите MN.
💡 Пошаговый разбор и решение:
Пусть O1 — центр окружности радиуса $6 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента , O_2$ — второй окружности, A — вершина прямого угла, тогда
[рис.]
$O_1A = \frac{6 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}{\sin 45 ^{\circ}}$
Возможны два случая. Первый случай: точка O1 лежит между точками A и O2 (рис. 1), тогда O2A = O1A + O1O2 = 20, откуда радиус второй окружности $O_2M = 10 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$
В треугольнике O1MO2 имеем: $O_1O_2 = 8, O_1M = 6 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента ,O_2M = 10 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$ Поскольку общая хорда MN окружностей перпендикулярна линии центров O1O2 и делится ею пополам, высота MH треугольника O1MO2 равна половине MN.
Полупериметр треугольника O1MO2 равен $p = 4 + 8 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$ тогда для площади треугольника имеем:
$S_O_1MO_2= $\sqrt{аргумента: p ( p - O_1O_2 ) ( p - O_1M ) ( p - O_2M )}$ аргумента = 8 $\sqrt{аргумента: 14}$ аргумента$
откуда $MH = $\frac{2S_O_1MO_2}{O_1O_2}$ =2 $\sqrt{аргумента: 14}$ аргумента , MN = 2MH = 4 $\sqrt{аргумента: 14}$ аргумента$
[рис.]
Второй случай: точка O2 лежит между точками A и O1 (рис. 2), тогда O2A = O1A − O1O2 = 4, откуда радиус второй окружности $O_2M=2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$ В треугольнике O1MO2 имеем O1O2 = 8, $O_1M=6 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента , O_2M=2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$ Аналогично первому случаю, высота MN треугольника O1MO2 равна половине MN.
В треугольнике O1MO2 полупериметр:
$p = $\frac{O_1O_2 + O_1M + O_2M}{2}$ = 4 + 4 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$
$S_O_1MO_2= $\sqrt{аргумента: p ( p - O_1O_2 ) ( p - O_1M ) ( p - O_2M )}$ аргумента = 8 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$
откуда $MH = $\frac{2S_O_1MO_2}{O_1O_2}$ =2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента , MN = 2MH = 4 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$
Вычисления для второго случая можно упростить: поскольку длины OM, O2M и O1O2 являются пифагоровой тройкой, точка H совпадает с центром O2, а потому $MN=2 \cdot 2 \sqrt{2}$
Приведём решение задачи методом координат.
[рис.]
Заметим, что центр окружности лежит на биссектрисе прямого угла, поэтому расстояние между центрами окружностей радиусов R и r = $R $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента - r $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$ где R > r. По условию это расстояние = 8, поэтому если радиус большей окружности $R=6 \sqrt{2}$ (случай 1), то:
$r= \frac{6 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента - 8}{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента} = \frac{4}{} $\sqrt{2}$ =2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$
а если радиус меньшей окружности $r=6 \sqrt{2}$ (случай 2), то:
$R= \frac{6 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента + 8}{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента} = \frac{20}{$\sqrt{2}$} =10 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$
Поместим начало системы координат в вершине прямого угла, а координатные оси расположим вдоль его сторон. Тогда в случае 1 координаты точек пересечения окружностей можно найти из системы уравнений:
$$$\begin{cases} ( x - 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента ) ^2 + ( y - 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента ) ^2 = ( 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента ) ^2 \\[6pt] ( x - 6 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента ) ^2 + ( y - 6 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента ) ^2 = ( 6 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента ) ^2 \end{cases}$$$
решая которую, находим: $M ( 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента - 2; 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента + 2 ) ,N ( 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента + 2; 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента - 2 )$ Тогда по формуле расстояния между двумя точками находим: $MN ^2 = ( 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента - 2 - 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента - 2 ) ^2 + ( 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента + 2 - 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента + 2 ) ^2 = 4 ^2 + 4 ^2 = 32$ откуда $MN = 4 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$
В случае 2 имеем систему уравнений:
$$$\begin{cases} ( x - 6 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента ) ^2 + ( y - 6 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента ) ^2 = ( 6 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента ) ^2 \\[6pt] ( x - 10 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента ) ^2 + ( y - 10 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента ) ^2 = ( 10 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента ) ^2 \end{cases}$$$
решая которую, находим: $M ( 4 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента - 2 $\sqrt{аргумента: 7}$ аргумента ; 4 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента + 2 $\sqrt{аргумента: 7}$ аргумента ) ,N ( 4 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента + 2 $\sqrt{аргумента: 7}$ аргумента ; 4 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента - 2 $\sqrt{аргумента: 7}$ аргумента )$ Далее находим
$MN ^2 = ( 4 $\sqrt{аргумента: 7}$ аргумента ) ^2 + ( - 4 $\sqrt{аргумента: 7}$ аргумента ) ^2 = 122 + 112 = 224$
откуда $MN = 4 $\sqrt{аргумента: 14}$ аргумента$
Ответ: $4 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$ или $4 $\sqrt{аргумента: 14}$ аргумента$
[рис.]
$O_1A = \frac{6 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}{\sin 45 ^{\circ}}$
Возможны два случая. Первый случай: точка O1 лежит между точками A и O2 (рис. 1), тогда O2A = O1A + O1O2 = 20, откуда радиус второй окружности $O_2M = 10 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$
В треугольнике O1MO2 имеем: $O_1O_2 = 8, O_1M = 6 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента ,O_2M = 10 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$ Поскольку общая хорда MN окружностей перпендикулярна линии центров O1O2 и делится ею пополам, высота MH треугольника O1MO2 равна половине MN.
Полупериметр треугольника O1MO2 равен $p = 4 + 8 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$ тогда для площади треугольника имеем:
$S_O_1MO_2= $\sqrt{аргумента: p ( p - O_1O_2 ) ( p - O_1M ) ( p - O_2M )}$ аргумента = 8 $\sqrt{аргумента: 14}$ аргумента$
откуда $MH = $\frac{2S_O_1MO_2}{O_1O_2}$ =2 $\sqrt{аргумента: 14}$ аргумента , MN = 2MH = 4 $\sqrt{аргумента: 14}$ аргумента$
[рис.]
Второй случай: точка O2 лежит между точками A и O1 (рис. 2), тогда O2A = O1A − O1O2 = 4, откуда радиус второй окружности $O_2M=2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$ В треугольнике O1MO2 имеем O1O2 = 8, $O_1M=6 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента , O_2M=2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$ Аналогично первому случаю, высота MN треугольника O1MO2 равна половине MN.
В треугольнике O1MO2 полупериметр:
$p = $\frac{O_1O_2 + O_1M + O_2M}{2}$ = 4 + 4 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$
$S_O_1MO_2= $\sqrt{аргумента: p ( p - O_1O_2 ) ( p - O_1M ) ( p - O_2M )}$ аргумента = 8 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$
откуда $MH = $\frac{2S_O_1MO_2}{O_1O_2}$ =2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента , MN = 2MH = 4 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$
Вычисления для второго случая можно упростить: поскольку длины OM, O2M и O1O2 являются пифагоровой тройкой, точка H совпадает с центром O2, а потому $MN=2 \cdot 2 \sqrt{2}$
Приведём решение задачи методом координат.
[рис.]
Заметим, что центр окружности лежит на биссектрисе прямого угла, поэтому расстояние между центрами окружностей радиусов R и r = $R $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента - r $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$ где R > r. По условию это расстояние = 8, поэтому если радиус большей окружности $R=6 \sqrt{2}$ (случай 1), то:
$r= \frac{6 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента - 8}{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента} = \frac{4}{} $\sqrt{2}$ =2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$
а если радиус меньшей окружности $r=6 \sqrt{2}$ (случай 2), то:
$R= \frac{6 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента + 8}{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента} = \frac{20}{$\sqrt{2}$} =10 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$
Поместим начало системы координат в вершине прямого угла, а координатные оси расположим вдоль его сторон. Тогда в случае 1 координаты точек пересечения окружностей можно найти из системы уравнений:
$$$\begin{cases} ( x - 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента ) ^2 + ( y - 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента ) ^2 = ( 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента ) ^2 \\[6pt] ( x - 6 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента ) ^2 + ( y - 6 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента ) ^2 = ( 6 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента ) ^2 \end{cases}$$$
решая которую, находим: $M ( 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента - 2; 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента + 2 ) ,N ( 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента + 2; 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента - 2 )$ Тогда по формуле расстояния между двумя точками находим: $MN ^2 = ( 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента - 2 - 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента - 2 ) ^2 + ( 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента + 2 - 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента + 2 ) ^2 = 4 ^2 + 4 ^2 = 32$ откуда $MN = 4 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$
В случае 2 имеем систему уравнений:
$$$\begin{cases} ( x - 6 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента ) ^2 + ( y - 6 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента ) ^2 = ( 6 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента ) ^2 \\[6pt] ( x - 10 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента ) ^2 + ( y - 10 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента ) ^2 = ( 10 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента ) ^2 \end{cases}$$$
решая которую, находим: $M ( 4 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента - 2 $\sqrt{аргумента: 7}$ аргумента ; 4 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента + 2 $\sqrt{аргумента: 7}$ аргумента ) ,N ( 4 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента + 2 $\sqrt{аргумента: 7}$ аргумента ; 4 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента - 2 $\sqrt{аргумента: 7}$ аргумента )$ Далее находим
$MN ^2 = ( 4 $\sqrt{аргумента: 7}$ аргумента ) ^2 + ( - 4 $\sqrt{аргумента: 7}$ аргумента ) ^2 = 122 + 112 = 224$
откуда $MN = 4 $\sqrt{аргумента: 14}$ аргумента$
Ответ: $4 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$ или $4 $\sqrt{аргумента: 14}$ аргумента$
Правильный ответ:
$4 корень из: начало аргумента: 2 конец аргумента$ или $4 корень из: начало аргумента: 14 конец аргумента$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 70932 • Задание №18
Найдите все значения параметра a, при каждом из которых система
$система выражений 3 x y плюс 3 a x минус a y...
ID 66311 • Задание №8
а) Решите уравнение $синус левая круглая скобка логарифм по основанию левая круглая скобка корень из x правая...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Рассмотрены всевозможные геометрические конфигурации и получен правильный ответ. | 3
Рассмотрена хотя бы одна возможная конфигурация, в которой получено правильное значение искомой величины. | 2
Рассмотрена хотя бы одна возможная геометрическая конфигурация, в которой получено значение искомой величины, неправильное из-за арифметической ошибки. | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше. | 0
Максимальный балл | 3
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Рассмотрены всевозможные геометрические конфигурации и получен правильный ответ. | 3
Рассмотрена хотя бы одна возможная конфигурация, в которой получено правильное значение искомой величины. | 2
Рассмотрена хотя бы одна возможная геометрическая конфигурация, в которой получено значение искомой величины, неправильное из-за арифметической ошибки. | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше. | 0
Максимальный балл | 3
🔗 Другие задания линии №14 по предмету Математика. Профильный уровень:
ID 67919
Дана прямая треугольная призма ABCA1B1C1, двугранный угол призмы при ребре AA1 равен 60°.
а) Д...
ID 67920
В правильной четырёхугольной пирамиде SABCD сторона AB основания равна $2 корень из 3$ а высота...
ID 67921
В правильной треугольной призме ABCA1B1C1 все рёбра равны 1.
а) Докажите, что расстояние между...
ID 67922
Основанием прямой треугольной призмы ABCA1B1C1 является прямоугольный треугольник ABC с прямым ...
ID 67923
Расстояние между боковыми ребрами AA1 и BB1 прямой треугольной призмы ABCA1B1C1 равно 5, а расс...