В прямоугольной трапеции ABCD с прямым углом при вершине A расположены две окружности. Одна из них касается боковых сторон и большего основания AD, вторая — боковых сторон, меньшего основания BC и первой окружности.
а) Прямая, проходящая через центры окружностей, пересекает основание AD в точке P. Докажите, что
б) Найдите площадь трапеции, если радиусы окружностей равны 3 и 1.
а) Пусть Q — точка пересечения продолжений боковых сторон. Точка Q, центры окружностей и точка P лежат на одной прямой, причём QP — биссектриса прямоугольного треугольника AQD. Следовательно, по свойству биссектрисы треугольника
б) Пусть окружность с центром O1 радиуса R = 3 касается боковой стороны AB в точке E, а основания AD — в точке M; окружность радиуса r = 1 с центром O2 касается боковой стороны AB в точке F, а основания BC — в точке N. Отпустим перпендикуляр O2H из центра меньшей окружности на отрезок O1E.
Тогда
а поскольку линия центров окружностей проходит через точку их касания,
Значит,
Обозначим Тогда
Получаем:
Из треугольника O2CN находим:
Следовательно, Аналогично,
Учитывая, что получаем
Ответ: б)

