Решение:
1. Чертеж и анализ:
Представим себе окружность с центром в точке O и радиусом R = 5. Из внешней точки M проведены касательные MA и MB к этой окружности. Известно, что \(\angle AOB = 120^\circ\). Наша задача – найти длину отрезка AB.
2. Свойства касательных:
Касательная к окружности перпендикулярна радиусу, проведенному в точку касания. Значит, \(\angle MAO = 90^\circ\) и \(\angle MBO = 90^\circ\).
3. Рассмотрим четырехугольник MAOB:
Сумма углов четырехугольника равна 360°.
\(\angle AOB + \angle MAO + \angle MBO + \angle AMB = 360^\circ\)
Подставим известные значения:
\(120^\circ + 90^\circ + 90^\circ + \angle AMB = 360^\circ\)
\(300^\circ + \angle AMB = 360^\circ\)
\(\angle AMB = 60^\circ\)
4. Рассмотрим треугольники \(\triangle MAO\) и \(\triangle MBO\):
Они прямоугольные, и имеют общую гипотенузу MO. Кроме того, OA = OB = R. Следовательно, \(\triangle MAO = \triangle MBO\) по гипотенузе и катету.
Значит, \(\angle AMO = \angle BMO = \frac{\angle AMB}{2} = \frac{60^\circ}{2} = 30^\circ\)
5. Найдем длину отрезка AM (или BM):
В прямоугольном треугольнике \(\triangle MAO\) имеем:
\(\tan(\angle AMO) = \frac{OA}{AM}\)
\(\tan(30^\circ) = \frac{5}{AM}\)
\(AM = \frac{5}{\tan(30^\circ)} = \frac{5}{\frac{1}{\sqrt{3}}} = 5\sqrt{3}\)
6. Найдем длину отрезка MO:
В прямоугольном треугольнике \(\triangle MAO\) имеем:
\(\sin(\angle AMO) = \frac{OA}{MO}\)
\(\sin(30^\circ) = \frac{5}{MO}\)
\(MO = \frac{5}{\sin(30^\circ)} = \frac{5}{\frac{1}{2}} = 10\)
7. Найдем длину отрезка AB:
Рассмотрим \(\triangle AOB\). Он равнобедренный, так как OA = OB = R = 5. Угол \(\angle AOB = 120^\circ\).
Проведем высоту OC к основанию AB. OC является и медианой, и биссектрисой.
Тогда \(\angle AOC = \frac{\angle AOB}{2} = \frac{120^\circ}{2} = 60^\circ\)
В прямоугольном треугольнике \(\triangle AOC\) имеем:
\(\sin(\angle AOC) = \frac{AC}{OA}\)
\(\sin(60^\circ) = \frac{AC}{5}\)
\(AC = 5\sin(60^\circ) = 5 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = \frac{5\sqrt{3}}{2}\)
Так как OC – медиана, то AB = 2 * AC.
\(AB = 2 \cdot \frac{5\sqrt{3}}{2} = 5\sqrt{3}\)
Ответ:
\(5\sqrt{3}\)
Убрать каракули