212. Угол, под которым виден данный отрезок.

Пусть АВ — некоторый отрезок, лежащий на прямой , точка М - произвольная точка, не принадлежащая прямой (рис. 284). Угол а при вершине М треугольника АМВ называется углом, под которым отрезок АВ виден из точки М. Найдем геометрическое место точек, из которых данный отрезок виден под одним и тем же постоянным углом а. Для этого опишем вокруг треугольника АМВ окружность и рассмотрим ее дугу АМВ, содержащую точку М. По предыдущему из любой точки построенной дуги отрезок АВ будет виден под одним и тем же углом, измеряемым половиной дуги ASB (на рис. 284 она показана пунктирной линией). Кроме того, под тем же углом будет виден отрезок и из. точек дуги расположенной симметрично с АМВ относительно прямой АВ. Ни из какой другой точки плоскости, не лежащей на одной из найденных дуг, отрезок не может быть виден под тем же углом а.

В самом деле, из точки Р, лежащей внутри фигуры, ограниченной дугами АМВ и отрезок будет виден под углом АРВ большим, чем а, поскольку угол АРВ будет измеряться полусуммой дуги ASB и еще некоторой дуги , т. е. будет заведомо больше угла а. Также видно, что для угла с вершиной Q вне этой фигуры будем иметь . Поэтому точки дуг АМВ и АМВ и только они обладают требуемым свойством: Геометрическое место точек, из которых данный отрезок виден под постоянным углом, состоит из двух дуг окружностей, симметрично расположенных относительно данного отрезка.

Задача 1. Дан отрезок АВ и угол а. Построить сегмент, вмещающий данный угол а и опирающийся на отрезок АВ. Здесь под сегментом, вмещающим данный угол, понимают сегмент, ограниченный данным отрезком и любой из двух дуг окружностей, из точек которых отрезок виден под углом а.

Решение. Проведем перпендикуляр к отрезку АВ в его середине (рис. 285). На этом перпендикуляре будет помещаться центр окружности, сегмент которой требуется построить. Из конца В отрезка АВ проведем луч, образующий с ним угол он пересечет перпендикуляр в центре искомой дуги О (доказать!).

Рис. 285.

Рис. 286.

Задача 2. Построить треугольник по углу А, стороне и медиане .

Решение. На произвольной прямой откладываем отрезок ВС, равный стороне а треугольника (рис. 286). Вершина треугольника должна помещаться на дуге сегмента, из точек которой данный отрезок виден под углом а (процесс построения на рис. 286 не показан). Затем из середины М стороны ВС, как из центра, проведем окружность радиусом, равным та. Точки ее пересечения с дугой сегмента и дадут возможные положения вершины А искомого треугольника. Исследовать число решений!

Задача 3. Из внешней точки проведены касательные к окружности. Точки касания делят окружность на части, отношение которых равно

Найти угол между касательными.

Решение. Деля полную дугу окружности на части, пропорциональные указанным, находим обе дуги между точками касания: . Искомый угол измеряется их полуразностью:

Задача 4. На одной из сторон равностороннего треугольника, как на диаметре, построена окружность. Сколько градусов содержит ее дуга, лежащая внутри треугольника?

Решение. Угол в 60° при вершине треугольника, лежащий вне круга, измеряется полуразностью полуокружности и искомой дуги: Отсюда находим

Рис. 287.