5510. С помощью циркуля и линейки параллельно данной прямой проведите прямую, на которой две данные окружности высекали бы хорды, сумма (или разность) длин которых имела бы заданную величину
a
.
Указание. Рассмотрите параллельный перенос одной из окружностей вдоль данной прямой на расстояние
\frac{a}{2}
.
Решение. Рассмотрим случай, когда окружности расположены одна вне другой, и сумма указанных хорд имеет заданную величину
a
.
Предположим, что нужная прямая проведена. Пусть
AB
и
CD
— хорды данных окружностей
S_{1}
и
S_{2}
, параллельные данной прямой
l
, и
AB+CD=a
(
A
,
B
,
C
и
D
— последовательные точки проведённой прямой).
При параллельном переносе на вектор
\overrightarrow{BC}
окружность
S_{1}
переходит в равную ей окружность
S
. Пусть
Q_{1}
,
Q_{2}
и
Q
— проекции центров окружностей соответственно
S_{1}
,
S_{2}
и
S
на проведённую прямую. Тогда
Q_{1}
,
Q_{2}
и
Q
— середины соответствующих хорд. Поэтому
QQ_{2}=QC+CQ_{2}=\frac{1}{2}AB+\frac{1}{2}CD=\frac{a}{2}.

Отсюда вытекает следующий способ построения. Совершим параллельный перенос одной из окружностей вдоль данной прямой на расстояние, равное
d-\frac{a}{2}
, где
d
— расстояние между проекциями центров данных окружностей на данную прямую. Если образ
S
окружности
S_{1}
при этом переносе пересекает окружность
S_{2}
в точке
C
, то прямая, проходящая через точку
C
параллельно прямой
l
, — искомая.
Аналогичное решение для разности хорд.