KRUŽNICE • KRUŽNICE • PŘÍMKA
Stáhnout GeoGebra soubor
Kružnice uvnitř sebe, přímka je tečnou vnitřní
Počet řešení: 4
Konstrukce v GeoGebře
Postup
- Protože je přímka tečnou vnitřní kružnice k1, musí se námi hledané kružnice dotýkat právě v jejich tečném bodě.
- Ten najdeme utvořením kolmice na zadanou přímku p1, která zároveň prochází středem C kružnice k1. Nazvěme tento tečný bod F. Středy námi hledaných kružnic musí ležet někde na této kolmici.
- Připravíme si kružnici na kruhovou inverzi. Může mít jakýkoliv poloměr, hlavní je, že má střed v bodě F. Nazvěme ji kružnice e.
- Uděláme kruhovou inverzi pro vnější zadanou kružnici k2.
- Protože má kružnice, přes kterou děláme kruhovou inverzi, střed v bodě F, pošle se bod F do nekonečna. Protože ale hledáme něco, co se má dotýkat bodu F a invertované kružnice, musí tohle něco procházet přes nekonečno a zároveň být tečnou invertované kružnice. Také chceme, aby se tohle něco dotýkalo zadané přímky p1 pouze v jednom bodě - v bodě F. To ale znamená, že i v invertovaném obraze se musí toto něco dotýkat invertované přímky p1 v jednom bodě. Protože toto jedno místo má být bod F, který je v nekonečnu, musí být toto něco přímka rovnoběžná s obrazem přímky p1.
- Zkonstruujeme dvě rovnoběžky s přímkou p1, které jsou zároveň tečnami invertované kružnice k2.
- Rovnoběžky přes kružnici invertujeme zpět. Dostáváme tím dvě ze čtyř výsledných kružnic.
- Připravíme si dilataci tak, abychom zmenšili kružnici k1 se středem v bodu C na samotný bod C. To znamená, že budeme zadanou přímku p1 posouvat od bodu C o poloměr kružnice k1 a poloměr zadané kružnice k2 také zvětšíme o poloměr kružnice k1.
- zkonstruujeme dilatované kružnice a přímky. Takto si úlohu dvě kružnice a přímka přeměníme na úlohu kružnice, přímka a bod.
- Použijeme kruhovou inverzi. Zvolíme si z důvodu pohodlí zadanou kružnici k1 jako kružnici, přes kterou budeme dělat kruhovou inverzi. Uděláme kruhovou inverzi dilatované přímky a kružnice.
- Protože má kružnice, přes kterou děláme kruhovou inverzi, střed v bodě C, pošle se bod C do nekonečna. Protože ale hledáme něco, co se má dotýkat bodu C a invertované kružnice a přímky, musí tohle něco procházet přes nekonečno. Tato kritéria splňují tečny kružnic vzniklé invertováním dilatované kružnice a přímky.
- Tečny přes kružnici k1 invertujeme zpět. Dostáváme tím dvě výsledné kružnice pro dilatovanou úlohu.
- Protože dilatace se středy kružnic nehýbe, tak jsou středy těchto kružnic v dilataci zároveň středy výsledných kružnic v původním zadání.
- Protože zadaná přímka má být tečnou výsledných kružnic, tečný bod těchto kružnic leží na kolmici na tuto přímku procházející jejich středy respektive. Utvoříme takto body tečné body T1 a T2.
- Sestrojíme výsledné kružnice k1 a k2, které mají středy v bodech S1 a S2 a procházejí body T1 a T2.