【補助線主体の図形問題 #009】
今日の問題はとびっきりシンプルにしてみました。補助線でガリガリ計算することもできますが、ある発想があれば暗算一発で解くことも可能です。いろいろな可能性を探ってみてください。
${\def\cm{\thinspace \mathrm{cm}}}$ 解答は小数第3位を四捨五入して、小数第2位までを単位なしで入力してください。
(例) $12\cm^2$ → $\color{blue}{12.00}$ $10\sqrt{2}\cm^2$ → $\color{blue}{14.14}$ $\dfrac{1+\sqrt{5}}{2} \cm^2$ → $\color{blue}{1.62}$
入力を一意に定めるための処置です。
たとえば答えに無理数を含む場合、$\sqrt{2}=1.41$や$\pi=3.14$などでは必要な桁が足りない場合があるのでご注意ください。
近似値を求める際には、関数電卓やグーグルの電卓機能、Wolfram|Alpha https://www.wolframalpha.com などのご利用をお勧めします。
共通接線というと2円の中心を結んだ直線や共通接線に平行な直線を引きたくなります。この方針でも(計算量は多くなりますが)解くことは可能です。想定している解法は暗算解法で、相似を利用したものです。
2つの円があれば無条件でこの2円は相似です。この問題における3つの円は単なる相似なだけでなく、ちょっと特殊な位置関係にあります。キーワードは「相似の○○」です。
キーワードは「相似の中心」でした。3円の相似の中心はどこでしょうか。
2直線$l$、$m$を延長してできる交点を$\mathrm{O}$とでもすると、この$\mathrm{O}$が3円の相似の中心となります。あとは比例関係を見つけるだけです。
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