$\beta$

Naći krug datog poluprečnika, koji prolazi kroz datu tačku i dodiruje dati krug

Neka je dat krug $O_1$ poluprečnika R i tačka A. Treba kroz tačku A povući krug datog poluprečnika r, tako da on dodiruje krug $O_1$ (sl. 26).


  1. Analiza: Ako izostavimo uslov da traženi krug prolazi kroz tačku A, geometrijsko mesto centara krugova poluprečnika r, koji dodiruju krug $O_1$ je krug koncentričan tom krugu ($O_1$), sa poluprečnikom R + r, ako se tačka A nalazi van kruga $O_1$.
    Sa druge strane, ako izostavimo uslov da traženi krug dodiruje krug $O_1$, tada će se njegov centar nalaziti na rastojanju r od tačke A, odnosno pripadaće drugom geometrijskom mestu- krugu poluprečnika r, sa centrom u A.
    Preseci navedena dva geometrijska mesta, ukoliko postoje će biti $O$ i $O_1$, centri traženih krugova.
  2. Konstrukcija: Konstruišimo:
    1. krug poluprečnika R + r, tako da bude koncentričan krugu $O_1$
    2. krug poluprečnika r, sa centrom u A
    Tačke $O$ i $O'$ preseka konstruisanih krugova daju položaje centara traženih krugova. U konkretnom slučaju (sl. 26) problem ima dva rešenja.
  3. Dokaz: Konstruisani krugovi prolaze kroz tačku A, jer su centri $O$ i $O'$ na odstojanju r od te tačke. Konstruisani krugovi dodiruju krug $O_1$, jer rastojanje centara krugova $O_1$ i $O$, odnosno $O'$ iznosi R + r, ato je uslov spoljašnjeg dodira krugova.
  4. Diskusija: U diskusiji problem razmatramo tri veličine:
    R - poluprečnik datog kruga
    r - dati poluprečnik traženog kruga
    d - rastojanje između centra $O_1$, datog kruga i date tačke A
    Primetimo da za poluprečnik R možemo posmatrati istu veličinu za sve moguće slučajeve, jer je uvek moguće promeniti dimenzije slike.
    Rešenja su prikazana u tabeli:

    USLOVI SLUČAJ REŠENJE
    $d>R$ $r > R$ $d > R + 2r$ 1.1.1 nema rešenja
        $d = R + 2r$ 1.1.2 jedno rešenje
        $d < R + 2r$ 1.3 dva spoljašnja kruga
        $d = 2R - R$ 1.3.1 dva spoljašnja i jedan
            unutrašnji dodir
        $d < 2R - R$ 1.3.2 dva spoljašnja i dva
            unutrašnja dodira
      $r = R$ $d > 3R$ 1.2.1 nema rešenja
        $d = 3R$ 1.2.2 jedno rešenje
        $d < 3R$ 1.2.3 dva spoljašnja kruga
      $r < R$ $d > R + 2r$ 1.3.1 nema rešenja
        $d = R + 2r$ 1.3.2 jedno rešenje
        $d < R + 2r$ 1.3.3 dva spoljašnja kruga
    $d=R$ $r > R$   2.1 jedan krug spoljašnjeg
            dodira
      $r = R$   2.2 jedan krug spoljašnjeg
            dodira, drugi krug se
            poklapa sa datim
            krugom
      $r < R$   2.3 jedan krug spoljašnjeg
            dodira i jedan krug
            unutrašnjeg dodira, koji
            je obuhvaćen datim krugom
    $d < R$ $r > R$   3.1 slučaj je nemoguć
      $r = R$   3.2 slučaj je nemoguć
      $r < R$ $r > \frac{1}{2}R$ 3.3.1 dva rešenja
        $r= \frac{1}{2}R$ 3.3.2 dva rešenja; izuzetan slučaj:
        $d=0$ 3.3.2.1 postoji beskonačno mnogo
            rešenja
      $r < \frac{1}{2}R$ $d > R - 2r$ 3.3.3.1 dva rešenja
        $d = R - 2r$ 3.3.3.2 jedno rešenje
        $d < R - 2r$ 3.3.3.3 nema rešenja




    Ovi rezultati pokazuju da u relativno jednostavnom zadatku, kao što je ovaj, diskusija može biti prilično opširna, zbog većeg broja parametara. Takođe, iz diskusije ovog zadatka se vidi da i sama konstrukcija, koja kako u početku izgleda, rešava zadatak u potpunosti, može biti nedovoljna i mora biti proširena na razne slučajeve diskusije.

2005-04-12