Новая Школа - онлайн-школа подготовки к ЕГЭ
Задача Задача №3172722
А
Аноним
05 мая 2025 15:28 · публичный вопрос
А
Аноним

0. В круговой сектор с центральным углом 120° вписана окружность радиуса а. Найдите длину радиуса кругового сектора.

Ответ нейросети
05 мая 2025 15:28

Давайте подробно решим задачу: в круговой сектор с центральным углом 120° вписана окружность радиуса a. Нужно найти длину радиуса этого кругового сектора.

Шаг 1: Что изображено на условии

  • Есть круг с радиусом, обозначим его \( R \).
  • В этот круг вписана окружность радиуса \( a \), которая касается, предположим, двух радиусов секторa и дуги сектора.
  • Центральный угол сектора \(\angle AOB = 120^\circ\).

Шаг 2: Расположение окружности внутри сектора

  • Окружность радиуса \( a \) внутри этого сектора касается двух радиусов \( OA \) и \( OB \) (ограничивающих сектор).
  • Окружность также касается дуги сектора.

Так как окружность вписана и касается двух радиусов сектора, она является вписанной окружностью для этого сектора.

Шаг 3: Свойства вписанной окружности сектора

  • Радиус вписанной окружности \( r_{впис} = a \).
  • Радиус окружности, вписанной в угол, связан со сторонами и их расстояниями.

Для сектора с углом \(\theta = 120^\circ\):

  • Расстояние от центра \( O \) до центра вписанной окружности равно \( R - a \).

Шаг 4: Связь между радиусом сектора \( R \), радиусом вписанной окружности \( a \) и углом

Неточности могут возникать из-за неясности, где именно находится окружность (внутри сектора, на его границе). Но по условию: "вписана окружность радиуса a" — значит, окружность полностью внутри сектора и касается его сторон.

Рассмотрим геометрический аспект:

  • Внутри сектора с углом \(\theta = 120^\circ\) есть вписанная окружность с радиусом \( a \).
  • Центр этой окружности лежит внутри сектора,а радиус \( a \) — перпендикулярно сторонам.

Шаг 5: Положение окружности

Рассмотрим треугольник, образованный радиусами \( R \) и малой окружностью:

  • Центр вписанной окружности — точка, равноудалённая от двух сторон сектора.
  • Внутри сектора центр окружности находится на расстоянии \( R - a \) от центра основного круга.

Шаг 6: Используем формулы геометрии

Описываем:

  • Центр вписанной окружности находится на биссектрисе угла.
  • Расстояние от центра сектора до центра окружности равно \( R - a \).

Известно, что радиус окружности, вписанной в угол \(\theta = 120^\circ\): \[ a = R \times \frac{\sin(\theta/2)}{1 + \sin(\theta/2)} \] Это стандартная формула для вписанной окружности сектора, где \( a \) — радиус окружности, вписанной в сектор.

Подставляем \(\theta = 120^\circ\): \[ a = R \times \frac{\sin(60^\circ)}{1 + \sin(60^\circ)} \] Знаем, что \(\sin 60^\circ = \frac{\sqrt{3}}{2}\), получаем: \[ a = R \times \frac{\frac{\sqrt{3}}{2}}{1 + \frac{\sqrt{3}}{2}} \]

Обозначим \( x = \frac{\sqrt{3}}{2} \):

\[ a = R \times \frac{x}{1 + x} \]

Теперь выразим \( R \):

\[ R = a \times \frac{1 + x}{x} \]

Подставляем \( x = \frac{\sqrt{3}}{2} \):

\[ R = a \times \frac{1 + \frac{\sqrt{3}}{2}}{\frac{\sqrt{3}}{2}} \]

Общий знаменатель — 2:

\[ R = a \times \frac{\frac{2}{2} + \frac{\sqrt{3}}{2}}{\frac{\sqrt{3}}{2}} = a \times \frac{\frac{2 + \sqrt{3}}{2}}{\frac{\sqrt{3}}{2}} \]

Делим дроби:

\[ R = a \times \frac{2 + \sqrt{3}}{2} \times \frac{2}{\sqrt{3}} = a \times \frac{2 + \sqrt{3}}{\sqrt{3}} \]

Итоговое выражение:

\[ \boxed{ R = a \times \frac{2 + \sqrt{3}}{\sqrt{3}} } \]


Ответ:

Радиус окружности, вписанной в сектор, равен

\[ \boxed{ R = a \times \frac{2 + \sqrt{3}}{\sqrt{3}} } \]

Если нужно упростить или есть дополнительные вопросы — скажите!