题目内容

1.平面上给定3个点,证明:可以作出4个同心圆,使(Ⅰ)这4个圆的半径都是其中最小圆半径的整数倍;(Ⅱ)这4个圆所成的3个圆环中,每个含有一个已知点.

分析 连接两个已知点的线段有3条,作它们的垂直平分线,在这些垂直平分线及已知3个点外,任取一点O为圆心.设O到这3个已知的距离为d1,d2,d3,则它们两两不等且都大于0.接下来只要证明可以取得r0,r1,r2,r3为半径的同心圆满足所有的要求即可.

解答 证明:连接两个已知点的线段有3条,作它们的垂直平分线,在这些垂直平分线及已知3个点外,任取一点O为圆心.
设O到这3个已知的距离为d1,d2,d3,则它们两两不等且都大于0.
不妨假设0<d1<d2<d3,则存在有理数r1,r2,r3,使得d1<r1<d2<r2<d3<r3
将它们通分得r1=$\frac{{P}_{1}}{M}$,r2=$\frac{{P}_{2}}{M}$,r3=$\frac{{P}_{3}}{M}$,这里M是它们分母的公倍数.
我们可以取M足够大,使$\frac{1}{M}$<d1
令r0=$\frac{1}{M}$,则以r0,r1,r2,r3为半径的同心圆满足所有的要求.

点评 本题考查圆综合题、线段的垂直平分线的性质、同心圆等知识,解题的关键是理解题意,本题的突破点是取点O在这些垂直平分线及已知3个点外,这是关键,题目比较抽象,属于属于竞赛题目.

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