(岡山・吉備津神社)
<解答>問題の図形を、原点 O を反転の中心、反転円の半径を (a+b) とする反転変換で変
換すると、下の図となる。
円 C' の半径は {(a+b)2/a−(a+b)}/4 で、この値を c と表すと、
{(a+b)2/a−(a+b)}/4=c
(a+b)2/a=a+b+4c
条件より、|OC'|2=|OC'|2+|C'H|2
=|OC'|2+|C'B'|2−|B'H|2
=(a+b+3c)2+(3c)2−(c)2
=(a+b)2+6(a+b)c+17c2
定理ー5の半径の公式 k2r/(g2−r2) から、
円 C の半径は、
{(a+b)2c}/{(a+b)2+6(a+b)c+17c2−c2}
={(a+b)2c}/{(a+b)2+6(a+b)c+16c2}
={(a+b)2c}/{(a+b+4c)2−2(a+b)c}
={(a+b)2c}/{(a+b)4/a2−2(a+b)c}
={(a+b)c}/{(a+b)3/a2−2c}
={(a+b)a2c}/{(a+b)3−2a2c}
={(a+b)a24c}/{4(a+b)3−2a24c}
={(a+b)a2}×{(a+b)2/a−(a+b)}
÷[4(a+b)3−2a2×{(a+b)2/a−(a+b)}]
=(a+b)a2×{(a+b)/a−1}
÷[4(a+b)2−2a2×{(a+b)/a−1}]
=a2(a+b)×{(b/a}÷[4(a+b)2−2a2×{b/a}]
=ab(a+b)÷{4(a+b)2−2ab}
=ab(a+b)/(4a2+6ab+4b2)
円 C の直径は、 {ab(a+b)/(4a2+6ab+4b2)}×2
=ab(a+b)/(2a2+3ab+2b2)
公式を作っておけば、一発でドン、ピシャリ。そんなの当たり前です。
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