半径1の円 O 内に点 P がある
円 O に接し互いに
P で接している
二つの円を考える。
各々の円の半径を s, t とし
p = OP とするとき
1/s + 1/t = 4/(1-p2)

が成り立つ
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大円 O 及び二つの小円の
P を通る直径
BC, PS, PT を考える
PS = 2s, PT = 2t
PB = 1-p, PC = 1+p である

r P を中心とし長さ 1 の
反転を考える
その反転での B, C, S, T の
像を D, E, F, N とする
PF = 1/(2s), PN = 1/(2t)
PD = 1/(1-p), PN = 1/(1+p)
である。

考えている反転で
円 O を移すと
DE を直径とする円に移る
その直径の長さは
1/(1-p) + 1/(1+p)
である

考えている反転で
PS を直径とする円を移すと
F を通り PS に直行する直線に
移る

考えている反転で
PT を直径とする円を移すと
N を通り PT に直行する直線に
移る

NF = 1/(2s) + 1/(2t)
距離が NF の平行な
二直線の接するように
直径 DE の円が接している
よって
1/(2s) + 1/(2t)
= 1/(1-p) + 1/(1+p)

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