Тема . Окружности

Касание с окружностью и касание окружностей

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела окружности
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#98826

Нижняя из нарисованных окружностей касается параболы y = x2  в вершине, наибольшая из таких и находится строго внутри неё. Каждая следующая окружность касается предыдущей окружности и параболы симметрично.

(a) Докажите, что радиус n  -ной окружности        1
rn = n− 2.

(b) Докажите, что ординаты точек касания n  -ой окружности и параболы yn = (n − 1)n.

PIC

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Первый пункт стоит доказывать по индукции. Предположите, что вы уже знаете радиусы n первых окружностей. Напишите уравнение (n+1)-ой. Учтите условия касания и сможете найти связь (n+1)-го радиуса с предыдущими.

Подсказка 2

Пользуясь предыдущим пунктом, напишите уравнение n-й окружности. Определитесь с координатами центра. Чтобы найти точки касания с параболой, нужно приравнять в уравнении окружности y к x².

Показать доказательство

(a) Пусть rn  — радиус n  -й окружности, Sn = r1+r2+ ...+ rn.  Тогда уравнение (n +1)  -й окружности имеет вид:

 2                2  2
x + (y− (2Sn+ rn+1)) = rn+1 (1)

Условие касания означает то, что уравнение (1)  имеет один корень, тогда его дискриминат D = (2r   − 1)2− 8S
      n+1        n  равен нулю, то есть       √8Sn +1
rn+1 =---2---  (так как rn+1 >0).  Отсюда

    3     5
r2 = 2,r3 = 2

rn =n − 12  покажем по индукции. База уже есть, переход:

      ∘ ---------------
        8(12 +...+ (k− 12))+ 1
rk+1 =---------2---------=

  ∘ -(----------)-
=   2 k(k+-1) − k + 1= k+ 1 =(k+ 1)− 1
         2    2    2     2          2

(b) Найдём теперь ординату точки касания окружности с ветвями параболы. Поймём, где будет центр окружности по оси ординат. Понятно, что мы должны посчитать диаметры всех n − 1  окружностей и радиус n  -ой:

                          1       2     1   2n2-− 2n+-1
1+ 3+ 5+...+2(n− 1)− 1+ n− 2 = (n− 1)+ n− 2 =    2

Тогда уравнение n  -ой окружности будет следующим

        2n2− 2n+ 1       1
x2+ (y − ----2----)2 = (n− 2)2

Теперь так как нам нужна ордината точки касания, то приравняем это уравнение и y = x2.  Раскрывая сразу скобки получим:

                      2       2
y+y2− (2n2 − 2n+ 1)y + (2n-−-2n+1)-= (n− 1)2
                         4           2

y2 − 2y(n2 − n)+ n2(n − 1)2 = 0

(y− n(n− 1))2 = 0

Таким образом, получаем то, что требуется. Ордината точки касания n  -ой окружности будет n(n− 1).

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!