Problème d'Apollonius de Perga : trouver un cercle tangent à 2 cercles et passant par un point.



Trouver les cercles  tangents à 2 cercles et passant par un point.


2 cercles PCC

On va se ramener au cas ou on connait 2 points du cercle cherché.

En entrée, les deux cercles bleu et le point H.

On trace les tangentes aux deux cercles donnés ( en bleu). Elles se coupent en E, centre d'homothétie qui transforme le petit cercle bleu  en le grand cercle bleu et les points de tangence sont respectivement F et G.

On construit un cercle intermédiaire (en vert), circonscrit au triangle FGH
On trace la droite EH qui coup le cercle vert en J.
La puissance dur point E par rapport à ce cercle vert donne:

EF* EG = EJ * EH

Le cercle vert coupe le grand cercle bleu de centre A en K et G.

Soit L le point d'intersection de KG et JH.

On mène depuis ce point L les tangentes au grand cercle bleu qui le coupent respectivement en M et N.

Les cercle rouges, circonscrit au triangle MJH et NJH sont les cercles cherchés.

En effet, la puissance de L par rapport au cercle vert et au petit cercle rouge donnent :
LG*LK = LM2 = LH* LJ
et donc le point M est bien le point de tangence au petit cercle rouge.