已知平面上有六个半径不小于 $1$ 的圆,它们两两不相交.证明:若某个圆与这六 个圆均相交,则该圆的半径不小于 $1$.
【难度】
【出处】
2017年第四届伊朗几何奥林匹克
【标注】
【答案】
略
【解析】
设题述六个圆的圆心为 $O_1 , O_2 ,\cdots,O_6$,半径分别为 $R_1 ,R_2,\cdots ,R_6$.
设 $\odot O$ 的半径为 $R$,且与这六个圆均相交.显然,存在下标 $i、j$,使得 $\angle O_iOO_j\leqslant 60^\circ$.
由条件知 $O_{i} O_{j} \geqslant R_{i}+R_{j}, O O_{i}<R_{i}+R, O O_{j}<R_{j}+R$.
若 $R < 1$,注意到 $R_i,R_j \ge1$,则 $O_iO_j $,为唯一交点.$ \triangle O_iOO_j $ 唯一的最长边.
故 $ \angle O_iOO_j >60^\circ $,与假设矛盾.
因此,$ R\geqslant 1$.
设 $\odot O$ 的半径为 $R$,且与这六个圆均相交.显然,存在下标 $i、j$,使得 $\angle O_iOO_j\leqslant 60^\circ$.
由条件知 $O_{i} O_{j} \geqslant R_{i}+R_{j}, O O_{i}<R_{i}+R, O O_{j}<R_{j}+R$.
若 $R < 1$,注意到 $R_i,R_j \ge1$,则 $O_iO_j $,为唯一交点.$ \triangle O_iOO_j $ 唯一的最长边.
故 $ \angle O_iOO_j >60^\circ $,与假设矛盾.
因此,$ R\geqslant 1$.
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