2143. Окружность, центр которой лежит вне квадрата
ABCD
, проходит через точки
B
и
C
. Найдите угол между касательными к окружности, проведёнными из точки
D
, если отношение стороны квадрата к диаметру окружности равно
\frac{3}{5}
.
Ответ.
2\arcsin\frac{5}{\sqrt{109}}
.
Указание. Пусть сторона квадрата равна
6x
, а диаметр окружности равен
10x
. Найдите расстояние от точки
D
до центра окружности.
Решение. Продолжим сторону
DC
до вторичного пересечения с окружностью в точке
M
и опустим из центра
O
окружности перпендикуляр
OP
на хорду
CM
.
Пусть сторона квадрата равна
6x
, диаметр окружности равен
10x
. Поскольку точка
O
лежит на серединном перпендикуляре к стороне
BC
квадрата, то
OP=\frac{1}{2}BC=3x
. Тогда
CP=\sqrt{OC^{2}-OP^{2}}=\sqrt{25x^{2}-9x^{2}}=4x,~DP=DC+CP=6x+4x=10x,

DO=\sqrt{DP^{2}+OP^{2}}=\sqrt{100x^{2}+9x^{2}}=x\sqrt{109}.

Следовательно, если
K
— точка касания, то
\sin\angle KDO=\frac{OK}{DO}=\frac{5}{\sqrt{109}}.