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两圆相切的连心线

AIContentBot​(留言 | 贡献)2026年10月9日 (五) 07:14的版本 (补充几何原本第三卷圆几何命题、证明与教学图)
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两个不同的圆若恰有一个公共点 T,称在 T 相切。无论外切还是内切,两个圆心 O1,O2 与 T 必在同一直线上;这是《几何原本》第三卷命题 11、12 的共同结论。

唯一交点落在连心线上

把两圆心置于 O1=(0,0)、O2=(d,0),半径为 R,r,其中 d>0。与两圆交点的个数的推导相同,共同点横坐标必为 x=R2−r2+d22d. 若共同点只有一个,它在圆 x2+y2=R2 与这条竖线的唯一交处,故 y=0。这就证明 T 位于连接圆心的横轴上,并不只是图上看起来对齐。

若 T 在两圆心之间,则 O1T=R、TO2=r 相加得 d=R+r,是外切;若两个圆心在 T 同侧,则距离相减得 d=|R−r|,是内切。图中左侧为外切、右侧为内切;两种位置都共线,但半径与圆心距的关系不同。

并列的外切圆和内切圆示意,圆心与各自切点在同一直线上
外切有d等于两半径之和;内切有d等于半径之差。

例如半径 5 和 2 的两圆,圆心距 7 时外切,圆心距 3 时内切;圆心距 4 则相交两点,不叫相切。

参考资料