每日一题[2340]公切线夹角

如图,求阴影部分的面积.

答案    $\dfrac{32\pi}{\left(2\sqrt 2+\sqrt 3-1\right)^2}$.

解析    先给出一个基本的引理,若两圆相切,则外公切线的夹角 $\theta$ 与两圆的半径 $r_1,r_2$($r_1<r_2$)的关系为\[\dfrac{r_1}{r_2}=\tan^2\dfrac{\pi-\theta}4,\]这是作图是经常使用的引理.在本题中,所求面积为\[\pi\cdot \left(\dfrac{2+2\tan^2\dfrac{\pi-\frac{\pi}6}4}2\right)^2=\dfrac{\pi}{\cos^4\dfrac{5\pi}{24}}=\dfrac{32\pi}{\left(2\sqrt 2+\sqrt 3-1\right)^2},\]

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