№450. На данной окружности постройте точку, равноудалённую от двух данных пересекающихся прямых. Сколько решений может иметь задача?
Дано:
окружность с центром
пересекающиеся прямые и ,
Построить:
точка на окружности, равноудалённая от прямых и
Анализ:
Геометрическое место точек, равноудалённых от двух пересекающихся прямых, — две взаимно перпендикулярные прямые и , проходящие через и содержащие биссектрисы четырёх углов, образованных и (задача 331). Искомые точки лежат на или и на данной окружности.
Построение:
1) Проведём биссектрису одного из углов между прямыми и (она содержит и биссектрису вертикального угла).
2) Через точку проведём прямую , перпендикулярную (это биссектриса смежных углов).
3) Точки пересечения и с окружностью — искомые.
Доказательство:
Каждая из найденных точек лежит на окружности и на одной из прямых , , поэтому равноудалена от и .
Исследование:
Каждая из прямых и имеет с окружностью не более двух общих точек (две, одна или ни одной), поэтому всего решений не больше четырёх. Если окружность проходит через точку , эта точка равноудалена от прямых (расстояния равны нулю) и тоже является решением; она лежит на обеих прямых и считается один раз. Все пять случаев возможны, и зависят только от расположения окружности:
• 4 — окружность пересекает обе прямые в двух точках;
• 3 — одну прямую пересекает в двух точках, другой касается;
• 2 — пересекает одну прямую в двух точках и не имеет общих точек с другой;
• 1 — касается одной прямой и не имеет общих точек с другой;
• 0 — не имеет общих точек ни с одной из прямых.
Ответ: искомые точки — точки пересечения окружности с биссектрисами и углов между данными прямыми. Задача может иметь четыре, три, два, одно решение или ни одного.