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Caso PPC

INTRODUÇÃO

Neste caso são fornecidos dois pontos distintos A e B e uma circunferência f e devemos encontrar o círculo tangente a circunferência passando pelos dois pontos.

SUBCASOS

1. Os pontos A e B não pertencem à circunferência f a) O centro de f não pertence a mediatriz dos pontos A e B: Há duas soluções. b) O centro de f pertence a mediatriz dos pontos A e B: Há duas soluções. c) Um dos pontos A ou B é interno a circunferência f e o outro é externo: Não há solução. 2. Um dos pontos A ou B pertence a circunferência f: A solução é única. 3. Os pontos A e B pertencem a circunferência f: Não há solução.

PPC1a

PASSO A PASSO

(1-5) São dados uma circunferência f, de centro F e raio r, e dois pontos A e B; (6) É traçada a reta AB; (7-8) É traçada uma circunferência b, secante a f, passando pelos pontos A e B; (9) São determinados os pontos A' e B' de intersecção entre b e f; (10) É traçada a reta A'B'; (11) É determinado o ponto C de intersecção entre AB e A'B'; (12) É traçado o círculo d de diâmetro FC passando por F e por C; (13) São determinados os pontos T1 e T2 de intersecção entre d e f; (14-15) São traçados o círculo c1 passando por A, B e T1 e o círculo c2 passando por A, B e T2.

JUSTIFICATIVA

Queremos encontrar as circunferências c1 e c2 que passam pelos pontos A e B e são tangentes a circunferência f dada inicialmente. Sabemos que c1 e c2 pertencem a família de todas as circunferências que passam pelos pontos A e B. Tomamos inicialmente uma das circunferências dessa família que seja secante a f nos pontos A' e B' e encontramos o ponto C de interseção da reta A'B' com a reta AB. Note que, independentemente da circunferência escolhida, o ponto C mantém sempre sua posição (veja a explicação aqui), de modo que teremos que a potência do ponto C em relação a qualquer um dos círculos secantes se mantém constante e igual a AC x BC. Assim, AC x BC = A'C x B'C, já que A' e B' petencem a circunferência secante escolhida. No caso limite, em que a reta A'B' é tangente à circunferência f, temos A' = B' = T, ou seja, A'C = B'C = TC e assim AC x BC = TC². Portanto, o que precisamos é obter os pontos T (na verdade serão dois, T1 e T2) que satisfazem esta condição, estes pontos são precisamente aqueles obtidos quando procuramos as retas tangentes a f passando por C (veja aqui como fazer isso). Logo, as circunferências c1 e c2 que passam pelos pontos A e B e por um dos pontos de tangência T1 ou T2, representam a solução do problema.

PPC1b

PPC3

Não é possível obter a solução deste caso, visto que ao traçarmos um círculo, ele deverá intersectar pelo duas vezes a circunferência, o que já foge do que é proposto no problema incialmente. Algo semelhante ocorre nos casos PPR4, PRR3 e RRR3.

PPC4

PASSO A PASSO

(1-4) São dados dois pontos distintos A e B e a circunferência f; (5) É traçada a reta OA passado pelo centro da circunferência f e o ponto A; (6) É construída a mediatriz m1 dos pontos A e B; (7) É determinado o ponto O de interseção entre as retas OA e m1; (8) É traçado o círculo c de centro O passando por A e B.

JUSTIFICATIVA

O ponto O, centro da circunferência c, de solução do problema deve estar localizada na reta OA e também na reta m1, mediatriz dos pontos A e B, assim, o centro do círculo estará equidistante dos pontos A e B.

OBS: Se as retas AF e AB forem perpendiculares, o círculo c degenera em uma reta.

PPC5

Não é possível obter um círculo que passa por A e B e seja tangente a circunferência, uma que vez que ambos os pontos pertençam a circunferência, inviabiliza uma tangencia e passe por A e B.