半径が $r$ と $r'$ である2つの円の中心間の距離を $d$ とするとき、$r$, $r'$, $d$ の値が与えられた場合に、2つの円に引ける共通接線の本数を求める問題です。共通接線がない場合は0本と答えます。

幾何学共通接線距離図形
2025/7/31

1. 問題の内容

半径が rrrr' である2つの円の中心間の距離を dd とするとき、rr, rr', dd の値が与えられた場合に、2つの円に引ける共通接線の本数を求める問題です。共通接線がない場合は0本と答えます。

2. 解き方の手順

共通接線の本数は、2つの円の位置関係によって決まります。2つの円の位置関係は、r+rr + r'rr|r - r'|dd と比較することで判断できます。
* d>r+rd > r + r' のとき、共通接線は4本。
* d=r+rd = r + r' のとき、共通接線は3本。
* rr<d<r+r|r - r'| < d < r + r' のとき、共通接線は2本。
* d=rrd = |r - r'| のとき、共通接線は1本。
* d<rrd < |r - r'| のとき、共通接線は0本。
それぞれのケースについて、共通接線の本数を計算します。
(1) r=2r = 2, r=3r' = 3, d=6d = 6 の場合:
r+r=2+3=5r + r' = 2 + 3 = 5
rr=23=1|r - r'| = |2 - 3| = 1
d=6>5=r+rd = 6 > 5 = r + r' なので、共通接線は4本です。
(2) r=5r = 5, r=2r' = 2, d=7d = 7 の場合:
r+r=5+2=7r + r' = 5 + 2 = 7
rr=52=3|r - r'| = |5 - 2| = 3
d=7=r+rd = 7 = r + r' なので、共通接線は3本です。

3. 最終的な答え

1. 4本

2. 3本

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