№1410. Постройте границу круга, площадь которого равна: а) площади кольца между двумя данными концентрическими окружностями; б) площади данного полукруга; в) площади данного кругового сектора, ограниченного дугой в .
Дано:
а) концентрические окружности радиусов и
б) полукруг радиуса ; в) сектор радиуса с дугой
Построить:
окружность радиуса , ограничивающую круг нужной площади
Решение:
Площадь круга радиуса равна . Достаточно построить отрезок и провести окружность этого радиуса с центром в любой точке.
а) Кольцо.
Площадь кольца , значит, нужно .
Построение. Проведём радиус меньшей окружности, через — прямую, перпендикулярную , и отметим точку её пересечения с большей окружностью. Тогда .
Обоснование. В прямоугольном треугольнике гипотенуза , катет , по теореме Пифагора . ( — половина хорды большой окружности, касающейся меньшей.)
б) Полукруг.
Площадь полукруга , нужно , то есть .
Построение. Пусть — центр полукруга, — радиус по диаметру. Построим радиус , проведём хорду и отметим её середину . Тогда .
Обоснование. Треугольник прямоугольный и равнобедренный, , медиана к гипотенузе .
в) Сектор с дугой 60°.
Его площадь , нужно — среднее пропорциональное отрезков и .
Построение. Разделим радиус на 6 равных частей (теорема Фалеса) и получим отрезок . На прямой отложим подряд и , на как на диаметре построим полуокружность, а через — перпендикуляр к до пересечения с ней в точке . Тогда .
Обоснование. Угол прямой (опирается на диаметр), — высота, проведённая к гипотенузе, поэтому
В каждом случае окружность радиуса — искомая граница круга.
Ответ: радиус искомого круга: а) — отрезок касательной ; б) — отрезок ; в) — среднее пропорциональное отрезков и .