№782. Стороны угла касаются каждой из двух окружностей, имеющих общую касательную в точке . Докажите, что центры этих окружностей лежат на прямой .
Дано:
окружности с центрами и касаются сторон угла
окружности имеют общую касательную в точке
Доказать:
точки и лежат на прямой
Доказательство:
Пусть окружность с центром касается сторон угла в точках и . Прямоугольные треугольники и равны по гипотенузе и катету , поэтому , т. е. центр лежит на биссектрисе угла . Так же и центр .
Общая касательная в точке означает, что окружности касаются друг друга в этой точке, а точка касания двух окружностей лежит на прямой, проходящей через их центры (п. 78).
Значит, , и лежат на одной прямой — биссектрисе угла , т. е. центры лежат на прямой .
Ответ: утверждение доказано.