2007 AIME II 第 15 题
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15.
在三角形 内部画出四个半径相同的圆 , , , 和 ,使得 与边 和 相切, 与 和 相切, 与 和 相切,并且 与 , , 外切。若三角形 的边长为 , , , 则 的半径可表示为 , 其中 和 是互质正整数。 求 。
Four circles and with the same radius are drawn in the interior of triangle such that is tangent to sides and to and to and and is externally tangent to and If the sides of triangle are and the radius of can be represented in the form where and are relatively prime positive integers. Find
答案:389
解答:
令 为共同半径,令 、、 分别为 、、 的圆心。每个圆心到三角形的两条边距离为 ,所以每个圆心都在一条角平分线上,且三角形 的边与 的对应边平行,相距 因此 是 以内心 为中心、按比例 位似得到的图形,其中 是内切圆半径;特别地,它的外接圆半径为 ,其中 是 的外接圆半径。
的圆心到 , , 的距离都为 (等圆外切), 所以它是三角形 的外心,并且 对 -- 三角形,,Heron 公式给出面积 , 所以 ,且 。
于是 ,得到 ,所以 。因为 与 无公因数,答案为 。
Let be the common radius, and let be the centers of Each is at distance from two sides of the triangle, so each lies on an angle bisector, and the sides of triangle are parallel to those of at distance Hence is the image of under the homothety centered at the incenter with ratio where is the inradius; in particular its circumradius is where is the circumradius of
The center of is at distance from each of (externally tangent equal circles), so it is the circumcenter of and For the -- triangle, and Heron's formula gives area so and
Then gives so Since shares no factor with the answer is
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