2473. С помощью циркуля и линейки постройте окружность, касающуюся данной прямой и данной окружности в данной на ней точке
A
.
Указание. Линия центров двух касающихся окружностей проходит через их точку касания; центр окружности, вписанной в угол, лежит на биссектрисе этого угла.
Решение. Первый способ. Предположим, что искомая окружность построена. Пусть
O_{1}
— её центр,
A
— данная точка касания окружностей,
M
— точка пересечения общей касательной к двум окружностям, проходящей через точку
A
, с данной прямой
l
,
P
— точка касания построенной окружности с прямой
l
. Тогда
MO_{1}
— биссектриса угла
AMP
и прямая
O_{1}A
проходит через центр
O
данной окружности.
Отсюда вытекает следующее построение. Проведём касательную к данной окружности через точку
A
. Пусть она пересекает данную прямую в точке
M
. Построим биссектрисы смежных углов, образованных этой касательной с прямой
l
. Точки пересечения построенных биссектрис с прямой
AO
есть центры искомых окружностей (внешнее и внутреннее касание).
Второй способ. Любые две окружности гомотетичны. Если окружности касаются, то один из центров гомотетии этих окружностей есть их точка касания.
Отсюда вытекает следующее построение. Проведём касательные к данной окружности с центром
O
, параллельные данной прямой
l
. Пусть
B
и
B_{1}
— полученные при этом точки касания. Тогда точки пересечения прямых
AB
и
AB_{1}
с прямой
l
есть точки касания с этой прямой искомых окружностей. Центры искомых окружностей есть точки пересечения прямой
AO
с перпендикулярами к прямой
l
, проведёнными через найденные точки касания.