№1423. Даны прямая, окружность и точка , не лежащая на них. Постройте квадрат так, чтобы вершина лежала на данной прямой, а вершина — на данной окружности.
Дано:
прямая , окружность , точка ,
Построить:
квадрат : ,
Анализ.
В квадрате и , поэтому — образ при повороте вокруг на (в ту или другую сторону). Так как , точка лежит на прямой — образе при этом повороте, то есть — общая точка и .
Построение.
1) Проведём перпендикуляр к прямой . Повернём его вокруг на : построим , .
2) Через проведём прямую — это образ прямой при повороте (поворот сохраняет углы, и ).
3) — точка пересечения и .
4) Повернём вокруг на в обратную сторону: построим , с той стороны, где попадает на . Четвёртая вершина : .
Доказательство.
лежит на , поэтому его прообраз при повороте лежит на ; . , , — значит, — квадрат.
Исследование.
Поворотов на два (по и против часовой стрелки), они дают две прямые . Каждая пересекает не более чем в двух точках (на рисунке вторая точка — ). Поэтому задача может иметь от 0 до 4 решений.
Ответ: вершина — точка пересечения окружности с образом прямой при повороте вокруг на ; — образ при обратном повороте; от 0 до 4 решений.