В заданной окружности проведены две хорды AB и CD, пересекающиеся в точке P внутри круга; опишите и докажите общие свойства отношений отрезков AP·PB и CP·PD при движении точек A, B, C, D по окружности

11 Ноя в 09:49
4 +1
0
Ответы
1
Утверждение. Пусть в окружности радиуса RRR хорд ABABAB и CDCDCD пересекаются в точке PPP внутри круга. Тогда
AP⋅PB=CP⋅PD. AP\cdot PB = CP\cdot PD.
APPB=CPPD.
Если точка PPP фиксирована, то для любой хорды XYXYXY, проходящей через PPP, произведение расстояний от PPP до концов хорды постоянно и равно
PX⋅PY=R2−OP2, PX\cdot PY = R^2-OP^2,
PXPY=R2OP2,
где OOO — центр окружности. Следовательно, при движении точек A,B,C,DA,B,C,DA,B,C,D по окружности (при сохранении пересечения в одной и той же точке PPP) произведения AP⋅PBAP\cdot PBAPPB и CP⋅PDCP\cdot PDCPPD остаются равными и постоянны.
Короткое доказательство равенства через подобие. Рассмотрим две треугольные пары, образованные хордами и лучами от PPP. Из свойства вписанных углов следует, что два угла в треугольниках, соответствующих вершинам на окружности и перехватывающие одну и ту же дугу, равны; вместе с вертикальными (вершинными) углами это даёт по две равные угла в соответствующих треугольниках. В результате получается подобие треугольников, дающее соотношение сторон
APPD=CPPB, \frac{AP}{PD}=\frac{CP}{PB},
PDAP =PBCP ,
откуда перемножением получаем
AP⋅PB=CP⋅PD. AP\cdot PB = CP\cdot PD.
APPB=CPPD.

Доказательство формулы для константы. Пусть через PPP проходит хорда XYXYXY, MMM — середина этой хорды. Тогда OM⊥XYOM\perp XYOMXY, обозначим PM=sPM=sPM=s, XM=mXM=mXM=m. Тогда
PX⋅PY=(m+s)(m−s)=m2−s2. PX\cdot PY=(m+s)(m-s)=m^2-s^2.
PXPY=(m+s)(ms)=m2s2.
Из прямоугольного треугольника OMXOMXOMX: m2=R2−OM2m^2=R^2-OM^2m2=R2OM2. Из прямоугольного треугольника OMPOMPOMP: s2=OP2−OM2s^2=OP^2-OM^2s2=OP2OM2. Подставляя,
PX⋅PY=(R2−OM2)−(OP2−OM2)=R2−OP2. PX\cdot PY=(R^2-OM^2)-(OP^2-OM^2)=R^2-OP^2.
PXPY=(R2OM2)(OP2OM2)=R2OP2.

Следствия о движении точек. Для фиксированной точки PPP значение AP⋅PBAP\cdot PBAPPB не зависит от того, какие конкретно точки A,BA,BA,B на окружности выбраны (лишь требуется, чтобы ABABAB проходила через PPP). При движении концов хорды по окружности их расстояния APAPAP и PBPBPB меняются взаимно: если один множитель уменьшается, другой увеличивается так, чтобы произведение оставалось равным R2−OP2R^2-OP^2R2OP2. Если PPP перемещается внутри круга, то значение R2−OP2R^2-OP^2R2OP2 меняется непрерывно; при приближении PPP к окружности произведение стремится к нулю.
11 Ноя в 16:45
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