Стороны угла касаются каждой из двух окружностей, имеющих общую касательную в точке . Докажите, что центры этих окружностей лежат на прямой .
Дано: две окружности касаются обеих сторон угла
Доказать: их центры
-
Пусть
— центр первой окружности. Расстояние от до каждой стороны угла равно её радиусу: радиус к точке касания перпендикулярен касательной. Значит, равноудалена от сторон угла и лежит на его биссектрисе — геометрическом месте точек внутри угла, равноудалённых от сторон. -
Тем же рассуждением центр
второй окружности лежит на той же биссектрисе. Следовательно, прямая совпадает с прямой, содержащей биссектрису угла , и проходит через . -
В точке
у окружностей общая касательная. Радиусы и перпендикулярны ей. Через точку можно провести только один перпендикуляр к данной прямой, поэтому точки коллинеарны. -
Так как прямая
проходит и через , и через , это прямая . Оба центра лежат на ней.
Доказано:
