Через вершину \(\displaystyle C\) прямого угла прямоугольного треугольника \(\displaystyle ABC\) проведена касательная к описанной окружности этого треугольника. Расстояния от вершин \(\displaystyle A\) и \(\displaystyle B\) до касательной равны \(\displaystyle a\) и \(\displaystyle b\small.\) Найдите катеты треугольника \(\displaystyle ABC\small.\)
Обозначим основания перпендикуляров \(\displaystyle A_1\) и \(\displaystyle B_1\small.\) Угол между касательной и хордой равен половине дуги, заключенной между ними. И вписанный угол равен половине дуги, на которую опирается. Тогда
|
Следовательно,
- прямоугольные треугольники \(\displaystyle A_1CA\) и \(\displaystyle CBA\) подобны по острому углу,
- прямоугольные треугольники \(\displaystyle B_1CB\) и \(\displaystyle ACB\) подобны по острому углу.
Обозначим стороны \(\displaystyle AC,\,BC\) и \(\displaystyle AB\) за \(\displaystyle x,\,y\) и \(\displaystyle z\) соответственно. И запишем соотношения для пропорциональных сторон.
Из подобия треугольников \(\displaystyle A_1CA\) и \(\displaystyle CBA\) получаем:
\(\displaystyle \frac{a}{x}=\frac{x}{z}\small,\) откуда, \(\displaystyle x^2=az\small.\)
Из подобия треугольников \(\displaystyle B_1CB\) и \(\displaystyle ACB\) получаем:
\(\displaystyle \frac{b}{y}=\frac{y}{z}\small,\) откуда, \(\displaystyle y^2=bz\small.\)
Тогда, с одной стороны
\(\displaystyle x^2+y^2=az+bz=z(a+b)\small.\)
С другой стороны, по теореме Пифагора для треугольника \(\displaystyle ABC{\small:}\)
\(\displaystyle x^2+y^2=z^2\small.\)
Отсюда находим \(\displaystyle z{\small:}\)
\(\displaystyle x^2+y^2=z(a+b)=z^2\small,\)
\(\displaystyle z=a+b\small.\)
Подставляя выражение для \(\displaystyle z\small,\) получаем:
- \(\displaystyle x^2=az=a(a+b)\) и \(\displaystyle x=\sqrt{a(a+b)}\small,\)
- \(\displaystyle y^2=bz=b(a+b)\) и \(\displaystyle y=\sqrt{b(a+b)}\small.\)
Ответ: \(\displaystyle AC=\sqrt{a(a+b)}\) и \(\displaystyle BC=\sqrt{b(a+b)}\small.\)
