Две окружности касаются внешним образом в точке K. Прямая AB касается первой окружности в точке A, а второй – в точке B. Прямая BK пересекает первую окружность в точке D, прямая AK пересекает вторую окружность в точке C.
а) Докажите, что прямые AD и BC параллельны.
б) Найдите площадь треугольника AKB, если известно, что радиусы окружностей равны 4 и 1.
Решение
а) Обозначим центры окружностей O1 и O2 соответственно. Пусть общая касательная, проведенная к окружностям в точке K, пересекает AB в точке M. По свойству касательных, проведенных из одной точки, AM=KM=BM. Треугольник AKB, у которого медиана равна половине стороны, к которой она проведена, прямоугольный. ⇒Вписанный угол AKD прямой, поэтому он опирается на диаметр AD. Значит, AD⊥AB. Аналогично получаем, что BC⊥AB. Следовательно, AD⊥BC. ⇒∠DAB+∠CBA=180∘⇒AD∥BC
б) Проведем к AD перпендикуляр O2H. В таком случае: O1O2=4+1=5,O1H=O1A−HA=O1A−O2B=4−1=3 (т.к. HA=O2B в прямоугольнике HABO2)
Отсюда по теореме Пифагора: HO2=O1O22−O1H2=52−32=4HO2=AB=4
Из треугольника ABD по теореме Пифагора: DB=AD2+AB2=82+42=45 Согласно теореме о касательной и секущей:
AB2=BD⋅BK⇒BK=BDAB2=4516=54 Треугольник AKB - прямоугольный. По теореме Пифагора: AK=AB2−BK2=42−(54)2=58⇒SAKB=21⋅58⋅54=516=3,2