Дан остроугольный треугольник ABC с ортоцентром H и основаниями высот Ha, Hb, Hc; найдите и докажите геометрическое место центров окружностей, проходящих через H и касающихся описанной окружности треугольника ABC

10 Ноя в 07:14
2 +1
0
Ответы
1
Геометрическое место — эллипс с фокусами OOO (центр описанной окружности) и HHH (ортоцентр), заданный уравнением
XO+XH=R, XO+XH=R,
XO+XH=R,
где XXX — центр искомой окружности, RRR — радиус описанной окружности.
Доказательство (кратко).
1) Пусть окружность ω\omegaω с центром XXX проходит через HHH и касается описанной окружности (O,R)(O,R)(O,R) в точке TTT. Тогда точки O,X,TO,X,TO,X,T коллинеарны, радиусы к точке касания сонаправлены, и если радиус ω\omegaω равен rrr, то при внутреннем касании
XO=R−r. XO=R-r.
XO=Rr.
Поскольку ω\omegaω проходит через HHH, имеем r=XHr=XHr=XH. Следовательно
XO+XH=R. XO+XH=R.
XO+XH=R.

2) Внешнее касание исключено: по неравенству треугольника для точек O,X,HO,X,HO,X,H имеет место ∣XO−XH∣≤OH|XO-XH|\le OHXOXHOH, а в остроугольном треугольнике HHH лежит внутри описанной окружности, значит OH<ROH<ROH<R, поэтому равенство XO−XH=RXO-XH=RXOXH=R невозможно.
3) Обратное направление: если точка XXX удовлетворяет XO+XH=RXO+XH=RXO+XH=R, положим r=XHr=XHr=XH. Тогда XO=R−rXO=R-rXO=Rr, следовательно окружности с центрами OOO и XXX и радиусами RRR и rrr соответственно касаются внутренне, а окружность радиуса rrr проходит через HHH. Значит любая такая точка XXX даёт требуемую окружность.
Таким образом искомое геометрическое место центров — эллипс с фокусами OOO и HHH и суммой расстояний до фокусов, равной RRR.
10 Ноя в 11:08
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир