1826. С помощью циркуля и линейки по данному отрезку и данному отношению постройте окружность Аполлония.
Решение. Первый способ. Пусть
AB=a
— данный отрезок. Требуется построить геометрическое место точек
M
, отношение расстояний от каждой из которых до концов отрезка
AB
равно отношению двух данных отрезков
m
и
n
.
Пусть
m\gt n
. Через точку
A
проведём произвольный луч под углом к
AB
, отличным от развёрнутого. На этом луче последовательно отложим отрезки
AM=m
и
MN=n
. Через точку
M
проведём прямую, параллельную
NB
, до пересечения с отрезком
AB
в точке
P
. По теореме о пропорциональных отрезках
\frac{AP}{PB}=\frac{m}{n}
.
На продолжении отрезка
AB
за точку
B
построим такую точку
Q
, что
\frac{QB}{a}=\frac{n}{m-n}
(см. задачу 2608). Тогда
\frac{AQ}{QB}=\frac{AB+QB}{QB}=\frac{a+\frac{an}{m-n}}{\frac{an}{m-n}}=\frac{m}{n}.

Тогда искомая окружность Аполлония — это окружность с диаметром
PQ
(см. задачу 2444).
Второй способ. Пусть
AB=a
— данный отрезок. Требуется построить геометрическое место точек
M
, отношение расстояний от каждой из которых до концов отрезка
AB
равно отношению двух данных отрезков
m
и
n
.
На отрезке
AB
построим такую точку
P
, что
\frac{AP}{PB}=\frac{m}{n}
(см. первый способ). Проведём произвольную прямую
l
, пересекающую отрезок
AB
в точке
P
. Затем построим точку
K
, симметричную
B
относительно этой прямой. Пусть
C
— точка пересечения прямых
AK
и
l
. Тогда
CP
— биссектриса треугольника
ABC
(см. задачу 5011). Затем построим биссектрису внешнего угла при вершине
C
треугольника
ABC
. Пусть
Q
— точка её пересечения с прямой
AB
. Окружность с диаметром
PQ
и есть искомая окружность Аполлония (см. задачу 2444).