Question

如圖，⊙O₁與⊙O₂內切于點P，過P的直線交⊙O₁于A，交⊙O₂于B，AC切⊙O₂于C，交⊙O₁于D，且PB、PD的長恰好是關于x的方程x2-

m+16

x+4=0的兩個根．
（1）求證：∠1=∠2；
（2）求PC的長；
（3）若弧BP=弧BC，且S_△PBC：S_△APC=1：k，求代數式m（k²-k）的值．

Answer 1

（1）證明：過P作兩圓的公切線MN，則有：
∠MPA=∠PCB=∠D；
又∵AD是⊙O₂的切線，
∴∠PCD=∠PBC，
∴△PBC∽△PCD，
∴∠1=∠2．

（2）由（1）知：△PBC∽△PCD，得：
PB：PC=PC：PD，即PC²=PB•PD；
∵PB、PD的長是關于x的方程x2-

m+16

x+4=0的兩個根，
∴PB•PD=4，
∴PC²=4，即PC=2．

（3）∵S_△PBC：S_△APC=1：k，
∴AP：BP=k：1，即AB：AP=（k-1）：1；
∵

BP

=

BC

，
∴∠1=∠BCP，BP=BC；
又∵∠1=∠2，
∴∠2=∠BCP；
∴BC∥PD，
∴△ABC∽△APD，
∴

BC

PD

=

AB

AP

，即

BP

PD

=

AB

AP

；
∴

BP

PD

=

k-1

k

，即PB=

k-1

k

PD，
又∵PB+PD=

m+16

，
∴PB=

(k-1) m+16

2k-1

，PD=

k m+16

2k-1

；
∵PB•PD=4，即：

(k-1) m+16

2k-1

×

k m+16

2k-1

=4，
化簡得：k（k-1）（m+16）=4（2k-1）2，即：
（m+16）k²-（m+16）k=16k²-16k+4，
mk²-mk=4，即m（k²-k）=4．