Задача 1
Из концов диаметра AB проведены перпендикуляры AA₁ и BB₁ к касательной, не перпендикулярной AB. Докажите, что точка касания — середина отрезка A₁B₁.
Решение
Дано: \(AB\) — диаметр, \(O\) — центр, \(l\) — касательная в точке \(C\), \(l\) не перпендикулярна \(AB\), \(AA_1 \perp l\), \(BB_1 \perp l\). Доказать: \(A_1C = CB_1\).
-
По свойству касательной \(OC \perp l\). Прямые \(AA_1\), \(OC\), \(BB_1\) перпендикулярны одной прямой \(l\), поэтому параллельны.
-
Точки \(A_1\), \(C\), \(B_1\) различны: так как \(l\) не перпендикулярна \(AB\), проекции точек \(A\), \(O\), \(B\) на \(l\) не совпадают.
-
Параллельные прямые \(AA_1\), \(OC\), \(BB_1\) отсекают на прямой \(AB\) равные отрезки \(AO = OB\) (радиусы). По теореме Фалеса они отсекают равные отрезки и на прямой \(l\): \(A_1C = CB_1\).
Значит, \(C\) — середина \(A_1B_1\).
Ответ
Радиус в точку касания параллелен перпендикулярам AA₁ и BB₁ и проходит через середину AB, поэтому по теореме Фалеса делит A₁B₁ пополам.
Подробнее — в теме «Взаимное расположение прямой и окружности».