2006 AIME I 第 10 题
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10.
如图,八个直径为 的圆被摆放在坐标平面的第一象限中。设区域 为这八个圆形区域的并集。斜率为 的直线 , 将 分成面积相等的两部分。 直线 的方程可写成 , 其中 , , 是最大公因数为 的正整数。求 。
Eight circles of diameter are packed in the first quadrant of the coordinate plane as shown. Let region be the union of the eight circular regions. Line with slope divides into two regions of equal area. Line 's equation can be expressed in the form where and are positive integers whose greatest common divisor is Find
答案:65
解答:
这些圆的半径为 ,圆心分别为 、、、、、、 和 。在 相切的那对圆关于 对称,所以任何经过 的直线都会平分这对圆的面积;同理,在 相切的那对圆也是如此。直线 的斜率为 。
直线 完全不经过其余四个圆,并且这四个圆恰有两个在它的每一侧,所以它把 分成面积相等的两部分。平移一条斜率为 的直线会严格地把面积从一侧移到另一侧, 所以 必定就是这条直线。
其方程为 , 即 。 由于 , 答案为 。
The circles have radius and centers at and The pair of circles tangent at is symmetric about so any line through bisects that pair's area; similarly for the pair tangent at The line has slope
Line misses the remaining four circles entirely, and exactly two of them lie on each side of it, so it divides into two regions of equal area. Sliding a slope- line strictly shifts area from one side to the other, so must be this line.
Its equation is that is, With the answer is
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