Aprende · Tangencias y enlaces
Los casos PPR y PPC de Apolonio se resuelven con el eje radical: todas las circunferencias que pasan por dos puntos tienen el mismo eje radical, la recta que los une.
Coge un punto P fuera de una circunferencia y traza una secante que la corte en A y B. Multiplica PA · PB. Si giras la secante, las distancias cambian, pero el producto no cambia. Y al girarla hasta que se vuelve tangente, A y B se juntan en T, y el producto es PT². A ese número se le llama potencia de P.
PA · PB = PT²
De aquí sale una idea clave para el problema. Si P está en la recta AB, y muchas circunferencias pasan por A y B, P tiene la misma potencia respecto a todas. Por tanto, las tangentes desde P a todas esas circunferencias miden lo mismo. Por eso a ese punto se le llama centro radical.
La solución pasa por A y B, y toca a la recta r en T. Si AB corta a r en CR, entonces CR-T es tangente a la solución, y mide lo mismo que la tangente a cualquier otra circunferencia que pase por A y B. Y esa sí se puede dibujar.
Caso PPR: La tangente a la auxiliar mide lo mismo que hasta T₁ y T₂.
¿Y si AB es paralela a r? Entonces no hay centro radical, pero es más fácil: el punto de tangencia está en la mediatriz de AB, y hay una sola solución.
El eje radical de dos circunferencias es la recta de puntos con la misma potencia respecto a ambas. Si se cortan, es la recta que une sus dos puntos de corte. Y siempre es perpendicular a la recta de los centros.
Tres circunferencias tienen tres ejes radicales, que se cortan en un mismo punto: el centro radical. Esto es lo que resuelve el caso siguiente.
Caso PPC: AB y EF dan el centro radical. Las tangentes a c dan los puntos de tangencia.
PA = 4 y PB = 9. ¿Cuánto mide la tangente desde P? 6, porque 4 · 9 = 36.
¿Cómo es el eje radical respecto a la recta de los centros? Perpendicular.
¿Por dónde pasa el eje radical de dos circunferencias secantes? Por sus dos puntos de corte.
La potencia de un punto P respecto de una circunferencia es el producto PA · PB de las distancias a los dos puntos donde cualquier secante por P corta a la circunferencia. Es la misma para todas las secantes y, si P es exterior, es igual al cuadrado de la tangente PT.
PA · PB = PT² = d² − r²
El eje radical de dos circunferencias es el lugar de los puntos con la misma potencia respecto de las dos. Es una recta perpendicular a la que une los centros. Si se cortan, es la recta de la cuerda común; si son tangentes, la tangente común; si no se cortan, se halla con una circunferencia auxiliar que corte a las dos.
Son los diez casos de circunferencia tangente a tres elementos elegidos entre puntos (P), rectas (R) y circunferencias (C): PPP, PPR, PRR, RRR, PPC, PRC, RRC, PCC, RCC y CCC. Se resuelven reduciéndolos: con lugares geométricos (mediatrices y bisectrices), con potencia y eje radical (PPR, PPC), con dilatación y con inversión.