Question Number 76108 by Maclaurin Stickker last updated on 23/Dec/19
Commented by Maclaurin Stickker last updated on 23/Dec/19
$${in}\:{the}\:{figure},\:{the}\:{circumferences} \\ $$$${have}\:{radius}\:\mathrm{8}\:{cm}\:{and}\:\mathrm{6}\:{cm}\:{and}\:{the} \\ $$$${distance}\:{between}\:{their}\:{centers}\:{is}\:\mathrm{12}\:{cm}.\: \\ $$$${If}\:{QP}={PR},\:{find}\:{QP}. \\ $$
Answered by mr W last updated on 23/Dec/19
Commented by mr W last updated on 23/Dec/19
$${r}_{\mathrm{1}} =\mathrm{8},\:{r}_{\mathrm{2}} =\mathrm{6} \\ $$$${let}\:{AP}=\mathrm{2}{b} \\ $$$$\sqrt{\mathrm{8}^{\mathrm{2}} −{b}^{\mathrm{2}} }+\sqrt{\mathrm{6}^{\mathrm{2}} −{b}^{\mathrm{2}} }=\mathrm{12} \\ $$$$\left(\sqrt{\mathrm{8}^{\mathrm{2}} −{b}^{\mathrm{2}} }\right)^{\mathrm{2}} =\left(\mathrm{12}−\sqrt{\mathrm{6}^{\mathrm{2}} −{b}^{\mathrm{2}} }\right)^{\mathrm{2}} \\ $$$$\mathrm{0}=\mathrm{116}−\mathrm{24}\sqrt{\mathrm{36}−{b}^{\mathrm{2}} } \\ $$$$\mathrm{29}=\mathrm{6}\sqrt{\mathrm{36}−{b}^{\mathrm{2}} } \\ $$$$\left(\frac{\mathrm{29}}{\mathrm{6}}\right)^{\mathrm{2}} =\mathrm{36}−{b}^{\mathrm{2}} \\ $$$$\Rightarrow{b}=\sqrt{\mathrm{36}−\left(\frac{\mathrm{29}}{\mathrm{6}}\right)^{\mathrm{2}} }=\frac{\sqrt{\mathrm{455}}}{\mathrm{6}} \\ $$$${AP}=\mathrm{2}{b}=\frac{\sqrt{\mathrm{455}}}{\mathrm{3}} \\ $$$$\alpha=\mathrm{cos}^{−\mathrm{1}} \frac{{b}}{{r}_{\mathrm{1}} }=\mathrm{cos}^{−\mathrm{1}} \frac{\sqrt{\mathrm{455}}}{\mathrm{48}} \\ $$$$\beta=\mathrm{cos}^{−\mathrm{1}} \frac{{b}}{{r}_{\mathrm{2}} }=\mathrm{cos}^{−\mathrm{1}} \frac{\sqrt{\mathrm{455}}}{\mathrm{36}} \\ $$$${let}\:{QP}={PR}={x} \\ $$$$\mathrm{sin}\:\angle{QAP}=\frac{{x}}{\mathrm{2}{r}_{\mathrm{1}} }=\frac{{x}}{\mathrm{16}} \\ $$$$\mathrm{sin}\:\angle{PAR}=\frac{{x}}{\mathrm{2}{r}_{\mathrm{2}} }=\frac{{x}}{\mathrm{12}} \\ $$$$\angle{QAP}+\angle{PAR}=\pi−\left(\alpha+\beta\right) \\ $$$$\mathrm{cos}\:\left(\angle{QAP}+\angle{PAR}\right)=−\mathrm{cos}\:\left(\alpha+\beta\right) \\ $$$$\frac{\sqrt{\left(\mathrm{16}^{\mathrm{2}} −{x}^{\mathrm{2}} \right)\left(\mathrm{12}^{\mathrm{2}} −{x}^{\mathrm{2}} \right)}}{\mathrm{16}×\mathrm{12}}−\frac{{x}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{16}×\mathrm{12}}=\frac{\mathrm{43}×\mathrm{29}}{\mathrm{48}×\mathrm{36}}−\frac{\mathrm{455}}{\mathrm{36}×\mathrm{48}} \\ $$$$\sqrt{\left(\mathrm{16}^{\mathrm{2}} −{x}^{\mathrm{2}} \right)\left(\mathrm{12}^{\mathrm{2}} −{x}^{\mathrm{2}} \right)}−{x}^{\mathrm{2}} =\mathrm{88} \\ $$$$\left(\mathrm{16}^{\mathrm{2}} −{x}^{\mathrm{2}} \right)\left(\mathrm{12}^{\mathrm{2}} −{x}^{\mathrm{2}} \right)=\left(\mathrm{88}+{x}^{\mathrm{2}} \right)^{\mathrm{2}} \\ $$$$\mathrm{16}^{\mathrm{2}} ×\mathrm{12}^{\mathrm{2}} −\mathrm{88}^{\mathrm{2}} =\left(\mathrm{16}^{\mathrm{2}} +\mathrm{12}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}×\mathrm{88}\right){x}^{\mathrm{2}} \\ $$$$\mathrm{455}=\mathrm{9}{x}^{\mathrm{2}} \\ $$$$\Rightarrow{x}=\frac{\sqrt{\mathrm{455}}}{\mathrm{3}} \\ $$