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一块直径为30 cm的圆形铁板,已经截去直径分别为20 cm,10 cm的圆形铁板各一块,现要求在所剩余的铁板中,再截出同样大小的铁板两块,问:这两块铁板的半径最大有多少厘米?

思路分析:如图,圆A与圆B为已截去的圆,则需要再截去的圆与圆A、圆B均相切.图中的圆C是其中之一,所以可通过解三角形ABC来解决问题,在应用两圆的位置关系解题时,要注意两圆外切时,圆心距是两圆半径的和,而两圆内切时,圆心距是两圆半径差的绝对值.

解:设大圆圆心为D,圆A与圆B外切且圆A、圆B都与圆D内切,D在线段AB上,根据题意,所求的圆C与圆A、圆B都外切,且与圆D内切.连结ACABBC.

设所求最大圆的半径为x,∠BAC=θ,则在△ABC中,AB=15,AC=10+xBC=5+x,根据余弦定理有

cosθ=.

又在△ACD中,AD=5,AC=10+xCD=15-x.

由余弦定理,得cosθ=.

7x2+40x-300=0?x1=,x2=-10(舍去),

即在剩余的铁板中还可以截去半径最大为cm的同样大小的圆形铁板两块.


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