两外切圆的切点是否在连心线上?附外切圆切线长求解疑问
外切圆相关问题解答
嘿,我来帮你把这两个问题理清楚,尤其是你纠结的「切点在连心线上」的证明——这其实是外切圆的核心性质,咱们一步步拆解:
问题1:连接两个外切圆圆心的直线是否经过切点?
答案是肯定的,给你两种严谨的证明思路:
思路1:利用切线的垂直性质
设两圆的圆心分别为( M )(大圆)、( A )(小圆),切点为( O ):
- 两圆外切于( O ),意味着过( O )有一条公共切线(这是外切圆的定义:仅有一个公共点,且该点处存在同时与两圆相切的直线)。
- 根据圆的基本性质:圆的半径垂直于过切点的切线。所以( MO \perp )这条公共切线,( AO \perp )这条公共切线。
- 两条直线都垂直于同一条直线,说明( MO )和( AO )必然共线——也就是连心线( MA )一定经过切点( O )。
思路2:反证法辅助理解
假设切点( O )不在连心线( MA )上,那么( MO )、( AO )、( MA )会构成三角形( MOA ):
- 根据三角形三边关系,( MO + AO > MA )。
- 但外切圆的圆心距( MA )等于两圆半径之和(( MO + AO )),这就和三边关系矛盾了。因此假设不成立,( O )必须在( MA )上。
问题2:计算(|BC|)的长度
现在咱们已经明确切点在连心线上,接下来通过构造直角三角形求解:
- 过小圆的圆心( A )作( AD \parallel BC ),交大圆的半径( MB )于点( D )(因为( BC )是公切线,所以( MB \perp BC ),( AD \parallel BC )则( AD \perp MB ))。
- 此时四边形( ABCD )是矩形,因此( BC = AD )。
- 计算关键线段长度:
- ( MD = MB - AB = 25 - 9 = 16 )(( AB )是小圆半径,( AB \perp BC ),所以( AB = DC = 9 ))
- ( MA = 25 + 9 = 34 )(外切圆的圆心距等于两半径之和)
- 在( \text{Rt}\triangle MAD )中,用勾股定理计算:
AD = \sqrt{MA^2 - MD^2} = \sqrt{34^2 - 16^2} = \sqrt{1156 - 256} = \sqrt{900} = 30 - 因此(|BC| = 30)。
内容的提问来源于stack exchange,提问作者Sasaki
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