Question Number 96340 by Rio Michael last updated on 31/May/20
$$\mathrm{The}\:\mathrm{equations}\:\mathrm{of}\:\mathrm{two}\:\mathrm{circles}\:{S}_{\mathrm{1}} \:\mathrm{and}\:{S}_{\mathrm{2}} \:\mathrm{are}\:\mathrm{given}\:\mathrm{by} \\ $$$$\:{S}_{\mathrm{1}} :\:{x}^{\mathrm{2}} \:+\:{y}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{2}{x}\:+\mathrm{2}{y}\:+\:\mathrm{1}\:=\:\mathrm{0} \\ $$$$\:\:\:{S}_{\mathrm{2}} :\:{x}^{\mathrm{2}} \:+\:{y}^{\mathrm{2}} \:−\mathrm{4}{x}\:+\:\mathrm{2}{y}\:+\mathrm{1}\:=\:\mathrm{0}. \\ $$$$\mathrm{Show}\:\mathrm{that}\:{S}_{\mathrm{1}} \:\mathrm{and}\:{S}_{\mathrm{2}} \:\mathrm{touch}\:\mathrm{each}\:\mathrm{other}\:\mathrm{externally}\:\mathrm{and}\:\mathrm{obtain} \\ $$$$\mathrm{the}\:\mathrm{equation}\:\mathrm{of}\:\mathrm{the}\:\mathrm{common}\:\mathrm{tangent}\:{T}\:\mathrm{at}\:\mathrm{the}\:\mathrm{point}\:\mathrm{of}\:\mathrm{contact}. \\ $$
Commented by PRITHWISH SEN 2 last updated on 31/May/20
$$\mathrm{The}\:\mathrm{distance}\:\mathrm{between}\:\mathrm{the}\:\mathrm{centers}\:=\:\mathrm{The}\:\mathrm{sum}\:\mathrm{of} \\ $$$$\mathrm{their}\:\mathrm{radius} \\ $$$$\mathrm{Now}\:\mathrm{prove}\:\mathrm{it}.\:\mathrm{I}\:\mathrm{know}\:\mathrm{you}\:\mathrm{can}. \\ $$
Commented by Rio Michael last updated on 31/May/20
$$\mathrm{so}\:\mathrm{you}\:\mathrm{mean}\:{C}_{\mathrm{1}} {C}_{\mathrm{2}} \:=\:{r}_{\mathrm{1}} \:+\:{r}_{\mathrm{2}} \: \\ $$$${S}_{\mathrm{1}} :\:\left({x}\:+\:\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} \:\:+\left({y}\:+\:\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} \:=\:\mathrm{1}^{\mathrm{2}} \:\Rightarrow\:{C}_{\mathrm{1}} \left(−\mathrm{1},−\mathrm{1}\right)\:,\:{r}_{\mathrm{1}} \:=\:\mathrm{1} \\ $$$${S}_{\mathrm{2}} :\:\left({x}−\mathrm{2}\right)^{\mathrm{2}} +\:\left({y}\:+\:\mathrm{1}\right)\:=\:\mathrm{2}^{\mathrm{2}} \:\Rightarrow\:{C}_{\mathrm{1}} \left(\mathrm{2},−\mathrm{1}\right),\:{r}_{\mathrm{2}} \:=\:\mathrm{2} \\ $$$${C}_{\mathrm{1}} {C}_{\mathrm{2}} \:=\:\sqrt{\mathrm{3}^{\mathrm{2}} }\:=\:\mathrm{3}\:\mathrm{units}. \\ $$$$\:{r}_{\mathrm{1}} \:+\:{r}_{\mathrm{2}} \:=\:\mathrm{1}\:+\mathrm{2}\:=\:\mathrm{3}\:\mathrm{units} \\ $$$$\Rightarrow\:\mathrm{they}\:\mathrm{touch}\:\mathrm{each}\:\mathrm{other}\:\mathrm{externally}. \\ $$$$\mathrm{sir}\:\mathrm{whats}\:\mathrm{the}\:\mathrm{idea}\:\mathrm{for}\:\mathrm{the}\:\mathrm{second}\:\mathrm{part}? \\ $$
Commented by PRITHWISH SEN 2 last updated on 31/May/20
$$\mathrm{Find}\:\mathrm{the}\:\mathrm{common}\:\mathrm{point}\:\mathrm{by}\:\mathrm{solving}\:\mathrm{the}\:\mathrm{two}\: \\ $$$$\mathrm{equations}.\:\mathrm{And}\:\mathrm{then}\:\mathrm{get}\:\mathrm{the}\:\mathrm{slope}\:\mathrm{of}\:\mathrm{the}\:\mathrm{line}\:\mathrm{joining} \\ $$$$\mathrm{that}\:\mathrm{point}\:\mathrm{with}\:\mathrm{any}\:\mathrm{one}\:\mathrm{center}. \\ $$$$\mathrm{Then}\:\mathrm{keep}\:\mathrm{in}\:\mathrm{mind}\:\mathrm{that}\:\mathrm{the}\:\mathrm{radius}\:\mathrm{and}\:\mathrm{the}\:\mathrm{tangent} \\ $$$$\mathrm{at}\:\mathrm{the}\:\mathrm{common}\:\mathrm{point}\:\mathrm{are}\:\bot\:\mathrm{to}\:\mathrm{each}\:\mathrm{other}. \\ $$$$\mathrm{So}\:\mathrm{find}\:\mathrm{the}\:\mathrm{slope}\:\mathrm{of}\:\mathrm{the}\:\mathrm{tangent}\:.\:\mathrm{And}\:\mathrm{then}….. \\ $$$$\mathrm{you}\:\mathrm{know}\:\mathrm{what}\:\mathrm{to}\:\mathrm{do}. \\ $$
Commented by Rio Michael last updated on 01/Jun/20
$$\mathrm{thank}\:\mathrm{you}\:\mathrm{sir}. \\ $$