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【数学A】例題3.2.12:2つの円の共通接線の作図(One More)★★★

【数学A】例題3.2.12:2つの円の共通接線の作図(One More)
【数学A】例題3.2.12:2つの円の共通接線の作図の例題ページ
問題の解答

【数学A】問題3.2.12:2つの円の共通接線の作図の解答
検索用コード(LaTeX)
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% 例題A3.2.12:2つの円の共通接線の作図(One More)★★★
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右の図のように,半径がそれぞれ$r,r^{\prime}(r>r^{\prime})$である2つの円$\mathrm{O},\mathrm{O}^{\prime}$がある.この$2$つの円の共通外接線を作図せよ.

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% 例題A3.2.12の解答(One More)★★★
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[1]線分$\mathrm{OO}^{\prime}$を直径とする円をかく.

[2]$\mathrm{O}$を中心とする半径$r-r^{\prime}$の円をかく.

[3][1]の円と[2]の円の交点を$\mathrm{P},\mathrm{Q}$とする.

[4]半直線$\mathrm{OP},\mathrm{OQ}$と円$\mathrm{O}$の交点を,それぞれ$\mathrm{A},\mathrm{C}$とする.また,点$\mathrm{O}^{\prime}$を通り,線分$\mathrm{OA},\mathrm{OC}$に平行な直線と円$\mathrm{O}^{\prime}$との交点を,それぞれ$\mathrm{B},\mathrm{D}$とする.このとき,直線$\mathrm{AB}$と直線$\mathrm{CD}$を引くと,この2直線が2つの円$\mathrm{O},\mathrm{O}^{\prime}$の共通外接線である.

$\angle\mathrm{OPO}^{\prime}=90^{\circ},\mathrm{AP}=\mathrm{OA}-\mathrm{OP}=r-(r-r^{\prime})=r^{\prime}$であり,$\mathrm{OA}\parallel\mathrm{O}^{\prime}\mathrm{B}$であるから,四角形$\mathrm{APO}^{\prime}\mathrm{B}$は長方形となる.

したがって,$\angle\mathrm{OAB}=\angle\mathrm{O}^{\prime}\mathrm{BA}=90^{\circ}$

よって,直線$\mathrm{AB}$は2つの円$\mathrm{O},\mathrm{O}^{\prime}$の共通外接線である.

直線$\mathrm{CD}$についても同様に示される.

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% 問題A3.2.12:2つの円の共通接線の作図(One More)★★★
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右の図のように,半径がそれぞれ$r,r^{\prime}(r>r^{\prime})$である2つの円$\mathrm{O},\mathrm{O}^{\prime}$がある.この$2$つの円の共通内接線を作図せよ.

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% 問題A3.2.12の解答(One More)★★★
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[1]線分$\mathrm{OO}^{\prime}$を直径とする円をかく.

[2]$\mathrm{O}$を中心とする半径$r+r^{\prime}$の円をかく.

[3][1]の円と[2]の円の交点を$\mathrm{P},\mathrm{Q}$とする.

[4]半直線$\mathrm{OP},\mathrm{OQ}$と円$\mathrm{O}$の交点を,それぞれ$\mathrm{A},\mathrm{C}$とする.また,点$\mathrm{O}^{\prime}$を通り,線分$\mathrm{OA},\mathrm{OC}$に平行な直線と円$\mathrm{O}^{\prime}$との交点を,それぞれ$\mathrm{B},\mathrm{D}$とする.このとき,直線$\mathrm{AB}$と直線$\mathrm{CD}$を引くと,この2直線が2つの円$\mathrm{O},\mathrm{O}^{\prime}$の共通内接線である.

$\angle\mathrm{OPO}^{\prime}=90^{\circ},\mathrm{AP}=\mathrm{OP}-\mathrm{OA}=(r+r^{\prime})-r=r^{\prime}$であり,$\mathrm{OA}\parallel\mathrm{O}^{\prime}\mathrm{B}$であるから,四角形$\mathrm{APO}^{\prime}\mathrm{B}$は長方形となる.

したがって,$\angle\mathrm{OAB}=\angle\mathrm{O}^{\prime}\mathrm{BA}=90^{\circ}$

よって,直線$\mathrm{AB}$は2つの円$\mathrm{O},\mathrm{O}^{\prime}$の共通内接線である.

直線$\mathrm{CD}$についても同様に示される.

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