Ensino MédioGeometria - Círculos tangentes Tópico resolvido

Problemas sobre assuntos estudados no Ensino Médio devem ser postados aqui. Se o problema for de Vestibular, poste-o no fórum Pré-Vestibular

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FelipeMartin
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Ago 2020 06 14:47

Re: Geometria - Círculos tangentes

Mensagem não lida por FelipeMartin »

Encontrei um jeito, através do método do apolônio para o PCC, de construir [tex3]P_{n+1}[/tex3] dados o círculo amarelo que passa por [tex3]P_n,Q_n[/tex3] :

Deixe [tex3]Y_n[/tex3] estar na metade de baixo do círculo branco (centrado em [tex3]B[/tex3] ) tal que [tex3]BY_n \perp LO_n[/tex3] . Então [tex3]P_{n+1}[/tex3] é a segunda interseção de [tex3]Y_nQ_n[/tex3] com o círculo branco.

Estou tentando usar essa construção para determinar o [tex3]P_1[/tex3] :
primeiro.png
primeiro.png (49.2 KiB) Exibido 1182 vezes
Essa é a imagem.Se alguém demonstrar que a soma dos ângulos indicados é 45º eu consigo mostrar mais umas simetrias e resolver o problema de algumas formas.

Última edição: FelipeMartin (Qui 06 Ago, 2020 14:49). Total de 1 vez.


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FelipeMartin
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Re: Geometria - Círculos tangentes

Mensagem não lida por FelipeMartin »

dá pra calcular o raio do ené-simo círculo dessa cadeia com a fórmula:

[tex3]r_n = \frac{ab(a-b)}{(\sqrt{ab}\sqrt{\frac{a-b-r_0}{r_0}} +n(a-b))^2+ab}[/tex3]
retirada daqui
[tex3]BC = R[/tex3]
[tex3]r_0 = \frac{R}{4}[/tex3] , [tex3]a=R[/tex3] , [tex3]b = \frac{R}2[/tex3]
de onde
[tex3]r_n = \frac R2 \cdot \frac1{1 + (1 + \frac n{\sqrt2})^2}[/tex3] .
Dá pra calcular as coordenadas dos centros também:
[tex3]x_n = R \frac{(n+\sqrt2)^2-1}{(n+\sqrt2)^2 + 2}[/tex3] (colocando o eixo x (positivo) na semi-reta BC e origem em B)
[tex3]y_n = 2(n+\sqrt2)r_n[/tex3]



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Babi123
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Re: Geometria - Círculos tangentes

Mensagem não lida por Babi123 »

FelipeMartin escreveu:
Sex 07 Ago, 2020 16:43
dá pra calcular o raio do ené-simo círculo dessa cadeia com a fórmula:

[tex3]r_n = \frac{ab(a-b)}{(\sqrt{ab}\sqrt{\frac{a-b-r_0}{r_0}} +n(a-b))^2+ab}[/tex3]
retirada daqui
[tex3]BC = R[/tex3]
[tex3]r_0 = \frac{R}{4}[/tex3] , [tex3]a=R[/tex3] , [tex3]b = \frac{R}2[/tex3]
de onde
[tex3]r_n = \frac R2 \cdot \frac1{1 + (1 + \frac n{\sqrt2})^2}[/tex3] .
Dá pra calcular as coordenadas dos centros também:
[tex3]x_n = R \frac{(n+\sqrt2)^2-1}{(n+\sqrt2)^2 + 2}[/tex3] (colocando o eixo x (positivo) na semi-reta BC e origem em B)
[tex3]y_n = 2(n+\sqrt2)r_n[/tex3]
Espetacular!!! :shock::shock:



FelipeMartin
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Re: Geometria - Círculos tangentes

Mensagem não lida por FelipeMartin »

E tem mais.
Eu descobri um jeito mais simples de construir o próximo círculo a partir dos resultados eu já desenvolvi.
Esse problema é muito interessante e não precisa de inversão apesar de sair bem fácil através da inversão centrada em C.
É uma cadeia muito especial de círculos tangentes.
jE9nj.png
jE9nj.png (81.78 KiB) Exibido 1130 vezes
um jeito de encontrar [tex3]Q_{n+1}[/tex3] a partir do círculo anterior é o seguinte:
marque o ponto [tex3]M_{n,n+1}[/tex3] de contato entre os círculos [tex3]n[/tex3] e [tex3]n+1[/tex3] .
Você pode marcar esse ponto deixando o ené-simo círculo encontrar o círculo centrado em [tex3]H[/tex3] passando por [tex3]C[/tex3] na parte de cima.
A partir dele trace a reta [tex3]LQ_n[/tex3] e uma perpendicular a esta passando por [tex3]Q_n[/tex3] .
Deixe a reta acima encontrar a reta [tex3]HM_{n,n+1}[/tex3] em [tex3]N[/tex3] .
Trace o círculo centrado em [tex3]N[/tex3] passando por [tex3]Q_n[/tex3] e deixe esse círculo encontrar o semi-círculo azul em [tex3]Q_{n+1}[/tex3] . Pronto. Com isso podemos construir o próximo círculo pois [tex3]HQ_{n+1}[/tex3] encontra o círculo branco (centrado em B) em [tex3]P_{n+1}[/tex3] e então é só traçar o círculo [tex3](P_{n+1}Q_{n+1}M_{n,n+1})[/tex3] .

Funciona pois [tex3]\overline{NM_{n,n+1}} = \overline{NQ_{n}}[/tex3] devido a serem tangentes ao círculo [tex3]n[/tex3] . Da mesma forma, [tex3]\overline{NM_{n,n+1}} = \overline{NQ_{n+1}}[/tex3] por serem tangentes ao círculo [tex3]n+1[/tex3] .


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Re: Geometria - Círculos tangentes

Mensagem não lida por Babi123 »

Ontem encontrei a solução a seguir feita por Freddy Ulloa Peñaloza:
SOLUçÃO.jpg
SOLUçÃO.jpg (75.63 KiB) Exibido 832 vezes




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