UNA APROXIMACIÓ A LES TANGÈNCIES A TRAVÉS DEL PROBLEMA D'APOLONI

PRELIMINARS
Quan una recta és tangent a una circumferència?
Quan dues circumferències són tangents entre elles?

ENUNCIAT DEL PROBLEMA D'APOLONI

Es tracta de construir, amb regle i compàs, una circumferència que sigui tangent a tres objectes donats, que poden ser punts, rectes i circumferències, tenint en compte que:

1.- la relació amb un punt és «passar per ell»,
2.- la relació amb una recta és «ser tangent a ella»,
3.- la relació amb una circumferència és també «ser tangent a ella».
En les propostes de resolució de cadascun dels casos s'indica en quin curs es poden començar a tractar. Atenent al mètode cíclic, tot i que de vegades es pugui iniciar en un curs no vol dir que es pugui realitzar en aquell mateix curs la resolució completa i poden quedar certs aspectes per cursos posteriors. En cada apartat hi ha cassos particulars que poden ser una bona aproximació al problema. Designant per P el cas punt, per R el cas recta, i per C el cas circumferència, es presenten deu variants del problema. En cadascuna d'elles cal dibuixar amb regle i compàs la circumferència que:

1. PPP passa per tres punts.

  • Resolució que requereix coneixements elementals amb una miqueta de rigor. Es pot realitzar a partir de primer o segon d'ESO. 1-2-ESO.
  • Macro que construeix la circumferencia que passa per tres punts donats. PPP.mac (macro comprimida en zip)

2. PPR és tangent a una recta i passa per dos punts.

  • Resolució que requereix la potència d'un punt respecte d'una circumferència. Es podria realitzar a partir de tercer o quart d'ESO. 3-4-ESO.
  • Macro que construeix la/les circumferencia/ies que passa/en per dos punts donats i que és/són tangent/s a una recta donada. PPR.mac (macro comprimida en zip)

3. PPC és tangent a una circumferència i passa per dos punts.

  • Resolució que requereix la potència d'un punt respecte d'una circumferència. Es podria realitzar a partir de tercer o quart d'ESO. Hi ha cassos particulars que poden ser tractats també a primer i segon d'ESO. 1-2-3-4-ESO.
  • Macro que construeix la/les circumferencia/ies que passa/en per dos punts donats i que és/són tangent/s a una circumferència donada. PPC (macro comprimida en zip)

4. RRR és tangent a tres rectes.

  • Resolució que requereix coneixements elementals amb una miqueta de rigor. Es pot realitzar a partir de primer o segon d'ESO. 1-2-ESO.
  • Macro que construeix les circumferències tangents a tres rectes donades. RRR.mac (macro comprimida en zip)

5. RRP és tangent a dues rectes i passa per un punt.

  • Resolució que es redueix al cas PPR. Els casos particulars es poden realitzar a 1r o 2n d'ESO, el general a 3r i 4t. 1-2-3-4-ESO.
  • Macro que construeix les circumferències tangents a dues rectes donades i que passen per un punt també donat. RRP.mac (macro comprimida en zip)

6. RRC és tangent a dues rectes i a una circumferència.

  • Resolució que es redueix al cas RRP. Els casos particulars es poden realitzar a 1r o 2n d'ESO, el general a 3r i 4t. 1-2-3-4-ESO.
  • Macro que construeix les circumferències tangents a dues rectes donades i a una circumferència també donada. RRC.mac (macro comprimida en zip)

7. CCC és tangent a tres circumferències.

  • Resolució que es redueix per inversió al cas RRC. Algun cas particular es poden realitzar a l'ESO, el general posteriorment. ESO i posterior.
  • Macro que construeix les circumferències tangents a tres circumferències donades. CCC.mac (macro comprimida en zip)

8. CCP és tangent a dues circumferències i passa per un punt.

  • Resolució que el cas general usa hipèboles. Algun cas es pot realitzar per inversió ...ESO i posterior.
  • Macro que construeix les circumferències tangents a dues circumferències i que passen per un punt. CCP.mac (macro comprimida en zip)

9. CCR és tangent a dues circumferències i a una recta.

  • Resolució que es redueix al cas CCC. Acceptant el cas CCC només es fa servir inversió. ESO i posterior.
  • Macro que construeix les circumferències tangents a dues circumferències i que passen per un punt. CCR.mac (macro comprimida en zip)

10. CRP passa per un punt i és tangent a una recta i a una circumferència.

  • Resolució que es redueix al cas CCP. Acceptant el cas CCP només es fa servir inversió. ESO i posterior.
  • Macro que construeix les circumferències tangents a una circumferència, una recta i que passen per un punt (tots donats). CRP.mac (macro comprimida en zip)

 

Referències

  • Ortega, Inés y Ortega, Tomás (2004). "Los diez problemas de Apolonio". SUMA, 46, pp.59-70.
  • Dörrie, Heinrich (1965). 100 Great problems of elementary mathematics: their story and solution. New York: Dover Publications.