Назад
Задача

Окружность, центр которой лежит на эллипсе, касается двух сопряженных диаметров. Докажите, что радиус окружности не зависит от выбора сопряженных диаметров.

Решение

Сопряженные диаметры можно представить посредством диагоналей параллелограммаABCD, описанного вокруг эллипса с центромO. Пусть биссектрисы угловAOB,BOC,COD,DOAпересекают стороны этого параллелограмма в точкахA1,B1,C1,D1соответственно, а лучиOA1,OB1,OC1,OD1пересекают эллипс в точкахA2,B2,C2,D2. Тогда точкиA2,B2,C2,D2— центры рассматриваемых окружностей. Достаточно доказать, чтоA2B2C2D2— параллелограмм со сторонами, параллельными прямымACиBD. В самом деле, диагонали этого параллелограмма перпендикулярны, поэтому он — ромб. Согласно задаче 31.022радиус вписанной окружности такого ромба зависит только от эллипса и не зависит от положения ромба. Из параллельности прямыхA2B2иACследует, что радиус вписанной окружности ромба равен расстоянию от точкиA2до прямойAC, т. е. он равен радиусу рассматриваемой окружности с центром A2. Докажем, например, чтоA2B2||AC. Сначала заметим, чтоA1B1||AC, так как

AA1 : A1B = AO : BO = CO : BO = CB1 : BB1.

Сделаем аффинное преобразование, переводящее рассматриваемые сопряженные диаметры в диаметры окружности. В таком случае образы прямыхA1OиB1Oбудут симметричны относительно прямойOB, поэтому образ прямойA2B2будут параллелен образу прямой AC.
Ответ

Ответ задачи отсутствует

Чтобы оставлять комментарии, войдите или зарегистрируйтесь

Комментариев нет