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Ejercicio por soluciones dobles

Enunciado

Determinar las circunferencias s1 y s2, tangentes a c1 y c2, y ortogonales a c3.

Resolución

Pasos 1- Existe una condición de ortogonalidad con c3, con lo que las circunferencias buscadas tendrán que pertenecer a la red que tiene c3 como circunferencia fundamental. Las soluciones también serán dobles en la inversión I+ que transforma c1 en c2. Para definirla hay que encontrar el centro de homotecia positivo H+ que relaciona c1 y c2. 2- Con un punto Pcualquiera sobre y su homotético PH sobre se determina H+. 3- Que coincide con I+. Los puntos de corte de c1 y c2 A=A' y B=B' son dobles en la inversión, por lo que 4- La circunferencia fundamental de la inversión cf es inmediata. 5- El haz hiperbólico al que pertenecen las soluciones queda definido por sus dos puntos límites L1 y L2. La recta que los une es la recta base del haz. La perpendicular por los centros de las dos circunferencias con condición de ortogonalidad, c3 y cf es el eje radical del haz solución. Se va a resolver el problema fundamental de tangencias con c1. Para ello se puede emplear cualquier circunferencia del haz solución para determinar el Centro radical Crad de c1 y el haz. El deslizador azul permite seleccionar si se emplea la circunferencia de radio 0, L2, o una circunferencia auxiliar caux que pase, por ejemplo, por B. - Usando L2 6- Para determinar el eje radical de c1 y L2 se puede emplear la propia cf como circunferencia auxiliar. La tangente a cf por L2 es el eje radical de ambos. El eje radical de c1 y cf pasa por los puntos de corte de ambas circunferencias A y B. La intersección de ambos ejes determina el centro radical de los tres elementos. 7- El eje radical de c1 y L2 ha de pasar por el centro radical determinado, y ser ortogonal a la línea de centros de c1 y L2 s. - Usando una circunferencia auxiliar caux por B. 6- Es trivial determinar una circunferencia caux que pertenezca al haz hiperbólico solución y pase por B. Al tener que ser ortogonal a cf por B la tangente a cf por B es lugar geométrico del centro de caux, que ha de pertenecer también a la recta base. Una vez determinada caux, 7- El eje radical de caux y c1 es también inmediato, dado que ambas circunferencias se cortan. 8- El Centro radical Crad de c1 y el haz solución estará en la intersección del eje radical del haz solución con el eje radical determinado en los pasos 6 y 7. 9- El radio de la circunferencia ortogonal co, ko, es inmediato, al saberse que ha de pasar por los puntos límites del haz solución. 10- La circunferencia co ortogonal al haz solución y a c1 define 11- Los puntos de tangencia T1 y T2 sobre c1. 12- Los diámetros de c1 por los puntos de tangencia T1 y T2 son lugar geométrico de los centros de las soluciones O1 y O2. 13- La intersección de los lugares geométricos con la recta base determina dichos centros, y se sabe que las soluciones s1 y s2 han de pasar por los puntos de tangencia T1 y T2. 14- Nótese que al ser dobles las soluciones en la inversión I+ es trivial determinar los puntos de tangencia en c1, T'1 y T'2, al ser los inversos de T1 y T2.