Bài 6
Cho là số nguyên dương. Gọi là các đường tròn đơn vị trong mặt phẳng, có tâm tương ứng . Nếu không có đường thẳng nào cắt quá hai đường tròn, chứng minh .
Bước 1 trên 3: Đo các cung tiếp tuyến
Hiểu nôm na
Một tiếp tuyến của một đường tròn đơn vị chỉ cắt đường tròn kia trên một cặp cung ngắn.
Phân tích chi tiết
Trước hết, hai đường tròn bất kỳ không giao nhau. Thật vậy, nếu hai đường tròn gặp nhau tại một điểm, chọn đường thẳng qua điểm đó và một điểm bất kỳ của đường tròn thứ ba; đường thẳng ấy sẽ cắt ba đường tròn. Cố định . Gọi là độ dài góc của mỗi trong hai cung trên mà tiếp tuyến tại đó cắt . Tại đầu mút của một cung như vậy, khoảng cách từ đến tiếp tuyến bằng . Điểm tiếp xúc lệch khỏi hướng vuông góc với một nửa độ dài cung, nên hệ thức tam giác vuông là , tức . Vì vậy .