Дано окружность и на ней три точки A, B, C. Описать все точки P в плоскости, для которых разность углов ∠APB − ∠ACB постоянна, и объяснить методику построения такого геометрического места

17 Ноя в 10:09
4 +1
0
Ответы
1
Обозначим α=∠ACB\alpha=\angle ACBα=ACB и пусть константа разности равна kkk. Тогда требование равноценно фиксированному значению
∠APB=β:=α+k. \angle APB=\beta:=\alpha+k.
APB=β:=α+k.

1) Общая форма множества. Для фиксированного ненулевого угла β\betaβ множество точек PPP, из которых отрезок ABABAB виден под углом β\betaβ, составляет две окружности, проходящие через AAA и BBB (точнее — две полные окружности или соответствующие дуги по обе стороны от прямой ABABAB). (Если β\betaβ равен 000 или π\piπ, то получается вырождённый случай — прямая ABABAB.)
2) Краткое обоснование. По теореме о вписанном угле: для любой окружности, проходящей через AAA и BBB, величина вписанного угла, опирающегося на хорду ABABAB, постоянна и равна половине центрального угла, опирающегося на ту же хорду. Следовательно требуемое значение β\betaβ задаёт центральный угол 2β2\beta2β и потому определяет радиус и центр окружности(й), проходящей через AAA и BBB.
3) Построение. Пусть c=∣AB∣c=|AB|c=AB, MMM — середина отрезка ABABAB.
- Если sin⁡β=0\sin\beta=0sinβ=0, то β∈{0,π}\beta\in\{0,\pi\}β{0,π} — см. вырожд. случай (линия ABABAB).
- Иначе вычисляем радиус
R=c2sin⁡β, R=\frac{c}{2\sin\beta},
R=2sinβc ,
и расстояние от MMM до центра вдоль серединного перпендикуляра
OM=c2cot⁡β. OM=\frac{c}{2}\cot\beta.
OM=2c cotβ.
- На серединном перпендикуляре к отрезку ABABAB от точки MMM откладываем в обе стороны расстояние ∣OM∣|OM|OM; получаем два центра O1,O2O_1,O_2O1 ,O2 . Проведя окружности радиуса RRR с центрами O1,O2O_1,O_2O1 ,O2 , получим требуемые окружности. Любая точка PPP на этих окружностях (кроме A,BA,BA,B) даёт ∠APB=β\angle APB=\betaAPB=β, значит удовлетворяет исходному условию.
4) Замечания. При β>π\beta>\piβ>π можно заменить β\betaβ на эквивалентный угол в интервале (0,π)(0,\pi)(0,π) (вписанные углы считаются по модулю π\piπ). Финальный геометрический образ — две окружности через AAA и BBB, симметричные относительно серединного перпендикуляра к ABABAB.
17 Ноя в 11:20
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