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第4题

设 A,BA,B 是给定圆 OO 上的两个不同点,PP 为 ABAB 的中点。设圆 O1O_1 在 PP 处与直线 ABAB 相切,并与 OO 相切。设过 AA 的、不同于 ABAB 的 O1O_1 的切线为 ℓ\ell,ℓ\ell 与 OO 的不同于 AA 的另一个交点为 CC。设 QQ 为 BCBC 的中点,圆 O2O_2 在 QQ 处与直线 BCBC 相切,并与线段 ACAC 相切。证明 O2O_2 与 OO 相切。
第 5/5 步:确定圆心与切点
NY⊥AC,NY=NQ=NA′,N is the center of O2NY\perp AC,\quad NY=NQ=NA',\quad N\text{ is the center of }O_2
详细分析

设 YY 为 O2O_2 与 ACAC 的切点。由于 N,C,TN,C,T 共线,构型中的角关系给出 ∠ACN=∠ACT=∠BCT=∠QCN\angle ACN=\angle ACT=\angle BCT=\angle QCN。又因这两条线段都是从 C 向 O2O_2 作的切线,有 CY=CQCY=CQ。因此三角形 YCNYCN 与 QCNQCN 全等,从而 NY⊥ACNY\perp AC 且 NY=NQ=NA′NY=NQ=NA'。故 N 是 O2O_2 的圆心。最后 O,A′,QO,A',Q 都在 BCBC 的垂直平分线上,且 A′A' 同时在两圆上;两圆心连线经过 A′A',所以 O2O_2 在 A′A' 处与 OO 相切。