Решение.
1) Пусть O1 — центр окружности радиуса r=44, а O2 — центр окружности радиуса R=77. Так как окружности касаются внешним образом, расстояние между их центрами равно сумме радиусов: O1O2=R+r=77+44=121.
2) Рассмотрим общие касательные AC и BD. По свойству касательных, проведённых из одной точки к окружности, отрезки касательных равны. Прямые AC и BD пересекаются в некоторой точке S, которая является центром гомотетии, переводящей малую окружность в большую. Точки A,B,C,D являются точками касания. В силу симметрии фигуры относительно линии центров O1O2, трапеция ABCD является равнобедренной, а прямые AB и CD перпендикулярны линии центров O1O2.
3) Расстояние между прямыми AB и CD — это длина отрезка MN, лежащего на линии центров, где M — точка пересечения O1O2 с хордой AB, а N — точка пересечения O1O2 с хордой CD.
4) Рассмотрим прямоугольный треугольник SO1A, где O1A⊥SA. Из подобия треугольников SO1A и SO2C следует:
SO2SO1=Rr=7744=74.
Пусть SO1=4x, тогда SO2=7x.
Так как SO2−SO1=O1O2=121, получаем:
7x−4x=121⇒3x=121⇒x=3121.
Тогда SO1=4⋅3121=3484.
5) В прямоугольном треугольнике SO1A отрезок O1M является высотой, проведённой к гипотенузе SO1 в треугольнике O1MA (где A — вершина прямого угла в треугольнике SO1A). Однако проще найти O1M из подобия треугольников O1MA и O1AS:
O1AO1M=SO1O1A⇒O1M=SO1O1A2=SO1r2=484/3442=4841936⋅3=4⋅3=12.
6) Аналогично для второй окружности: SO2=SO1+O1O2=3484+121=3484+363=3847.
В прямоугольном треугольнике SO2C отрезок O2N находится из подобия:
O2CO2N=SO2O2C⇒O2N=SO2O2C2=SO2R2=847/3772=8475929⋅3=7⋅3=21.
7) Искомое расстояние MN равно сумме отрезков MO1, O1O2 и O2N, но нужно учесть их расположение. Точка M лежит между S и O1, а точка N лежит между S и O2.
Расстояние MN=SN−SM.
SM=SO1−O1M=3484−12=3484−36=3448.
SN=SO2−O2N=3847−21=3847−63=3784.
MN=3784−3448=3336=112.
Ответ: 112
Источник: ФИПИ