W, V - центры
Проведем WK⊥AE, VL⊥AE
BK=1, DL=1 (перпендикуляр из центра к хорде делит ее пополам)
AK=3, AL=6
Проведем WN⊥VL
Понятно, что W - середина AV, N - середина VL
WK=VN=NL=x
Rw =WB =√(WK^2+BK^2) =√(x^2+1)
Rv =VD =√(VL^2+DL^2) =√(4x^2+1)
WV =Rw+Rv (точка касания лежит на линии центров)
WV =√(VN^2+WN^2) => Rw+Rv =√(x^2+9)
√(x^2+1) + √(4x^2+1) = √(x^2+9)
x^2 +1 +4x^2 +1 +2√(x^2+1)√(4x^2+1) = x^2 +9
4(x^2+1)(4x^2+1) = (7-4x^2)^2 // при 7-4x^2 >=0 => x<=√7/2
16x^4 +16x^2 +4x^2 +4 = 49 -56x^2 +16x^4
76x^2 = 45 => x=√(45/76)
Rw =√(45/76 +1) =√(121/76) =11/2√19
Rv =√(4*45/76 +1) =√(256/76) =8/√19
АЕ = ЕС, значит ΔAEC - равнобедренный.
∠ЕАС = ∠ЕСА (свойство равнобедренного треугольника), обозначим их α.
Пусть АВ = а, тогда АС = 2а.
Биссектриса делит противолежащую сторону на отрезки, пропорциональные прилежащим сторонам. Тогда
ВЕ:ЕС = АВ:АС = 1:2
Пусть ВЕ = х, тогда ЕС = EA = 2х.
В ΔЕАС по теореме косинусов для угла ЕАС:
cosα = (AE² + AC² - EC²)/(2AE·AC)
cosα = (4x² + 4a² - 4x²)/(8ax) = a/(2x)
В ΔВАЕ по теореме косинусов для угла ВАЕ:
cosα = (AB² + AE² - BE²)/(2AB·AE)
cosα = (a² + 4x² - x²)/(4ax) = (a² + 3x²)/(4ax)
(a² + 3x²)/(4ax) = a/(2x)
a² + 3x² = 2a²
a² = 3x²
a = x√3
cosα = a/(2x) = x√3/(2x) = √3/2 ⇒ α = 30°
∠ВСА = 30°
∠ВАС = 2∠ВСА = 60°
∠АВС = 180° - ∠ВСА - ∠ВАС = 90°
ответ: 30°, 60°, 90°.
W, V - центры
Проведем WK⊥AE, VL⊥AE
BK=1, DL=1 (перпендикуляр из центра к хорде делит ее пополам)
AK=3, AL=6
Проведем WN⊥VL
Понятно, что W - середина AV, N - середина VL
WK=VN=NL=x
Rw =WB =√(WK^2+BK^2) =√(x^2+1)
Rv =VD =√(VL^2+DL^2) =√(4x^2+1)
WV =Rw+Rv (точка касания лежит на линии центров)
WV =√(VN^2+WN^2) => Rw+Rv =√(x^2+9)
√(x^2+1) + √(4x^2+1) = √(x^2+9)
x^2 +1 +4x^2 +1 +2√(x^2+1)√(4x^2+1) = x^2 +9
4(x^2+1)(4x^2+1) = (7-4x^2)^2 // при 7-4x^2 >=0 => x<=√7/2
16x^4 +16x^2 +4x^2 +4 = 49 -56x^2 +16x^4
76x^2 = 45 => x=√(45/76)
Rw =√(45/76 +1) =√(121/76) =11/2√19
Rv =√(4*45/76 +1) =√(256/76) =8/√19
АЕ = ЕС, значит ΔAEC - равнобедренный.
∠ЕАС = ∠ЕСА (свойство равнобедренного треугольника), обозначим их α.
Пусть АВ = а, тогда АС = 2а.
Биссектриса делит противолежащую сторону на отрезки, пропорциональные прилежащим сторонам. Тогда
ВЕ:ЕС = АВ:АС = 1:2
Пусть ВЕ = х, тогда ЕС = EA = 2х.
В ΔЕАС по теореме косинусов для угла ЕАС:
cosα = (AE² + AC² - EC²)/(2AE·AC)
cosα = (4x² + 4a² - 4x²)/(8ax) = a/(2x)
В ΔВАЕ по теореме косинусов для угла ВАЕ:
cosα = (AB² + AE² - BE²)/(2AB·AE)
cosα = (a² + 4x² - x²)/(4ax) = (a² + 3x²)/(4ax)
(a² + 3x²)/(4ax) = a/(2x)
a² + 3x² = 2a²
a² = 3x²
a = x√3
cosα = a/(2x) = x√3/(2x) = √3/2 ⇒ α = 30°
∠ВСА = 30°
∠ВАС = 2∠ВСА = 60°
∠АВС = 180° - ∠ВСА - ∠ВАС = 90°
ответ: 30°, 60°, 90°.