Рассмотрим окружность с уравнением ( x^2 + y^2 - 4x - 5 = 0 ). Для начала преобразуем это уравнение к стандартному виду.
Сначала выделим полный квадрат для переменных ( x ) и ( y ):
[ x^2 - 4x + y^2 - 5 = 0 ]
Добавим и вычтем 4, чтобы выделить полный квадрат для (x):
[ x^2 - 4x + 4 + y^2 - 5 = 4 ]
Перепишем уравнение:
[ (x - 2)^2 + y^2 - 5 = 4 ]
[ (x - 2)^2 + y^2 = 9 ]
Теперь уравнение окружности имеет стандартный вид ( (x - x_0)^2 + (y - y_0)^2 = r^2 ), где ( (x_0, y_0) ) — центр окружности, а ( r ) — радиус. Для нашей окружности центр находится в точке ( (2, 0) ), а радиус равен ( \sqrt{9} = 3 ).
Теперь рассмотрим данную точку ( C(5, 4) ), которая является центром новой окружности. Пусть радиус новой окружности равен ( R ).
Для того чтобы новая окружность касалась данной окружности внешним образом, расстояние между центрами этих окружностей должно быть равно сумме их радиусов. Обозначим расстояние между центрами через ( d ).
Центр первой окружности — ( (2, 0) ), центр второй окружности — ( (5, 4) ). Найдём расстояние ( d ) между этими точками:
[ d = \sqrt{(5 - 2)^2 + (4 - 0)^2} = \sqrt{3^2 + 4^2} = \sqrt{9 + 16} = \sqrt{25} = 5 ]
Так как расстояние между центрами ( d = 5 ), радиусы окружностей ( R ) и 3 должны удовлетворять условию:
[ d = R + 3 ]
Подставим ( d ):
[ 5 = R + 3 ]
Отсюда находим радиус ( R ):
[ R = 5 - 3 = 2 ]
Итак, радиус новой окружности равен 2, а её центр находится в точке ( (5, 4) ). Уравнение этой окружности имеет вид:
[ (x - 5)^2 + (y - 4)^2 = 2^2 ]
Или:
[ (x - 5)^2 + (y - 4)^2 = 4 ]
Таким образом, уравнение окружности, имеющей центр в точке ( C(5, 4) ) и касающейся данной окружности внешним образом, записывается как:
[ (x - 5)^2 + (y - 4)^2 = 4 ]