№1339. Через данную точку окружности проведены всевозможные хорды. Используя гомотетию с центром в точке , докажите, что множество точек, делящих эти хорды в отношении , считая от точки , есть окружность. Укажите положение центра этой окружности.
Дано:
окружность с центром и радиусом
точка на окружности, хорды
Доказать и найти:
множество точек — окружность
положение её центра
Решение:
Способ решения задачи 1 п. 137 (там — середины хорд, здесь — точки ).
1) Пусть — хорда, — точка хорды, для которой . Тогда лежит на отрезке и , то есть : — образ точки при гомотетии с центром и коэффициентом .
2) Когда пробегает окружность, точка пробегает образ этой окружности. По свойству 3⁰ п. 134 окружность с центром и радиусом переходит в окружность с центром — образом точки — и радиусом :
3) Обратно, любая точка этой окружности (кроме ) — образ точки исходной окружности, для которой ; — хорда, и делит её в отношении .
4) Центр лежит на радиусе и делит его в отношении (считая от ). Окружность проходит через () и касается данной окружности в этой точке. Сама точка — образ точки , хорды «» не существует, так что, строго говоря, из окружности выпадает одна точка (в учебнике в задаче 1 п. 137 эту оговорку не делают).
Итак, множество точек — окружность, что и требовалось доказать.
Ответ: окружность радиуса ; её центр лежит на радиусе , .