Khi chuyển động, giả sử đầu mũi kim dài của một chiếc đồng hồ vạch nên một đường tròn, kí hiệu là (T1), trong khi đầu mũi kim ngắn vạch nên một đường tròn khác, kí hiệu là (T2). a) Hai đường

a) (T1) và (T2) là hai đường tròn đồng tâm với tâm O là điểm trục của hai kim đồng hồ.
b) (T2) là đường tròn tạo bởi đầu kim ngắn nên R2 < R1. (1)
Gọi O' là tâm và R3 là bán kính của đường tròn (T3). Theo đề bài, ta có:
\({R_3} = \frac{1}{2}{R_2}\) và \(OO' = \frac{1}{2}{R_1}.\) (2)
• Xét hai đường tròn (T1) và (T3), tức là hai đường tròn có bán kính R1 và R3.
Từ (1) và (2), ta có:
\({R_1} - {R_3} = {R_1} - \frac{1}{2}{R_2} = \frac{1}{2}\left( {{R_1} - {R_2}} \right) + \frac{1}{2}{R_1} > \frac{1}{2}{R_1},\) suy ra R1 – R3 > OO'.
Do đó (T1) đựng (T3).
• Xét hai đường tròn (T2) và (T3), tức là hai đường tròn có bán kính R2 và R3.
Từ (2) ta có:
\({R_2} - {R_3} = {R_2} - \frac{1}{2}{R_2} = \frac{1}{2}{R_2} > 0.\) (3)
Mặt khác, \({R_2} + {R_3} = {R_2} + \frac{1}{2}{R_2} = \frac{3}{2}{R_2}.\) Do đó:
− Nếu 3R2 > R1 thì \({R_2} + {R_3} = \frac{3}{2}{R_2} > \frac{1}{2}{R_1} = OO',\) tức là \({R_2} + {R_3} > OO'.\)
Kết hợp với (3) ta thấy (T2) và (T3) cắt nhau.
− Nếu 3R2 = R1 thì \({R_2} + {R_3} = \frac{3}{2}{R_2} = \frac{1}{2}{R_1} = OO',\) tức là \({R_2} + {R_3} = OO'\) và ta có (T2), (T3) tiếp xúc nhau.
− Nếu 3R2 < R1 thì \({R_2} + {R_3} = \frac{3}{2}{R_2} < \frac{1}{2}{R_1} = OO',\) tức là \({R_2} + {R_3} < OO'\) và ta có (T2) và (T3) không giao nhau.
