2009 AIME II 第 5 题
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5.
等边三角形 内接于半径为 的圆 。半径为 的圆 在 的一个顶点处与圆 内切。半径都为 的圆 和 在 的另外两个顶点处与圆 内切。圆 、、 都与圆 外切,该圆的半径为 ,其中 和 是互质的正整数。求 。
Equilateral triangle is inscribed in circle which has radius Circle with radius is internally tangent to circle at one vertex of Circles and both with radius are internally tangent to circle at the other two vertices of Circles and are all externally tangent to circle which has radius where and are relatively prime positive integers. Find
小提示:
内切圆的圆心位于圆 的半径上;把圆 的圆心放在原点,并让半径为 的顶点在上方
Centers of internally tangent circles lie along radii of circle put the center of at the origin with the radius- vertex on top
大提示:
由对称性, 的圆心在竖直轴上。与 相切使其高度为 ;再用与 相切得到关于 的方程。
By symmetry ’s center is on the vertical axis. Tangency to puts it at height then tangency to gives an equation in
解答:
将圆 的圆心放在原点,并取三角形顶点为 和 。在某个顶点处与 内切的圆,其圆心在通向该顶点的半径上,所以圆 的圆心为 ,圆 和 的圆心为 (它们到原点的距离为 )。
由对称性,半径为 的圆 的圆心在 轴上,设为 。与 外切给出 ,所以 。与 外切给出 即 ,化简为 ,所以 。
因此 。
Place the center of circle at the origin with the triangle’s vertices at and A circle internally tangent to at a vertex has its center on the radius to that vertex, so circle has center and circles and have centers (at distance from the origin).
By symmetry the center of circle of radius lies on the -axis at External tangency to gives so External tangency to gives that is, which simplifies to so
Then
其他年份的第 5 题
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