Question Number 223619 by Tawa11 last updated on 01/Aug/25

Answered by Frix last updated on 01/Aug/25

$$\mid{C}_{\mathrm{1}} {C}_{\mathrm{2}} \mid=\sqrt{\mathrm{2}} \\ $$$$\Rightarrow\:{C}_{\mathrm{1}} ,\:{C}_{\mathrm{2}} \:\mathrm{form}\:\mathrm{a}\:\mathrm{triangle}\:\mathrm{with}\:\mathrm{each}\:\mathrm{of}\:\mathrm{the} \\ $$$$\mathrm{intersection}\:\mathrm{points}\:\mathrm{with} \\ $$$${a}={b}=\sqrt{\mathrm{2}},\:{c}=\mathrm{2}\:\Rightarrow\:\mathrm{the}\:\mathrm{angle}\:\mathrm{is}\:\mathrm{45}° \\ $$$$ \\ $$$$ \\ $$$$\mathrm{The}\:\mathrm{angle}\:\mathrm{between}\:\mathrm{the}\:\mathrm{circles}\:=\:\mathrm{the}\:\mathrm{angle} \\ $$$$\mathrm{of}\:\mathrm{the}\:\mathrm{tangents}\:\mathrm{at}\:\mathrm{the}\:\mathrm{intersection}\:=\:\mathrm{the} \\ $$$$\mathrm{angle}\:\mathrm{of}\:\mathrm{the}\:\mathrm{radius}\:\mathrm{vectors}\:\mathrm{at}\:\mathrm{the}\:\mathrm{intersection}. \\ $$$$\mathrm{circle}_{\mathrm{1}} :\:{C}_{\mathrm{1}} ,\:{r}_{\mathrm{1}} \:\mathrm{and}\:\mathrm{circle}_{\mathrm{2}} :\:{C}_{\mathrm{2}} ,\:{r}_{\mathrm{2}} \:\Rightarrow\:\mathrm{the} \\ $$$$\mathrm{distances}\:\mathrm{to}\:\mathrm{the}\:\mathrm{intersections}\:{I}_{\mathrm{1}} ,\:{I}_{\mathrm{2}} \:\mathrm{are} \\ $$$$\left(\mathrm{without}\:\mathrm{calculation}\right): \\ $$$$\mid{C}_{\mathrm{1}} {I}_{{k}} \mid={r}_{\mathrm{1}} \\ $$$$\mid{C}_{\mathrm{2}} {I}_{{k}} \mid={r}_{\mathrm{2}} \\ $$$$\mathrm{and}\:\mathrm{we}\:\mathrm{needto}\:\mathrm{calculate}\:\:\mid{C}_{\mathrm{1}} {C}_{\mathrm{2}} \mid={d} \\ $$$$\mathrm{the}\:\mathrm{angle}\:\mathrm{between}\:\mathrm{the}\:\mathrm{circles}\:\mathrm{is}\:\mathrm{given}\:\mathrm{by} \\ $$$$\mathrm{the}\:\mathrm{cosine}\:\mathrm{law} \\ $$$${r}_{\mathrm{1}} ^{\mathrm{2}} +{r}_{\mathrm{2}} ^{\mathrm{2}} −\mathrm{2}{r}_{\mathrm{1}} {r}_{\mathrm{2}} \mathrm{cos}\:\theta\:={d}^{\mathrm{2}} \\ $$$$\theta=\mathrm{cos}^{−\mathrm{1}} \:\frac{{r}_{\mathrm{1}} ^{\mathrm{2}} +{r}_{\mathrm{2}} ^{\mathrm{2}} −{d}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{2}{r}_{\mathrm{1}} {r}_{\mathrm{2}} } \\ $$
Commented by Tawa11 last updated on 01/Aug/25

$$\mathrm{Wow},\:\mathrm{I}\:\mathrm{understand}\:\mathrm{now}. \\ $$$$\mathrm{Thanks}\:\mathrm{sir}. \\ $$
Answered by Raphael254 last updated on 01/Aug/25

$${The}\:{angle}\:{between}\:{two}\:{circles}\:{is}\:{the}\:{angle}\:{formed}\:{by}\:{the}\:{two}\:{tangents}\:{of}\:{one}\:{of}\:{the}\:{two}\:{points}\:{of}\:{intercept}\:{of}\:{the}\:{two}\:{circles}. \\ $$$$ \\ $$$${In}\:{our}\:{case},\:{the}\:{angle}\:{is}\:{a}\:{sum}\:{of}\:{the}\:{angle}\:{of}\:{a}\:{square}\:{and}\:{a}\:{rectangle}\:{triangle}: \\ $$$$ \\ $$$${angle}\:{of}\:{square}\:=\:\mathrm{90}° \\ $$$${angle}\:{of}\:{rectangle}\:{triangle}\:=\:\mathrm{45}° \\ $$$$ \\ $$$$\:{angle}\:{between}\:{the}\:{two}\:{circles}\:=\:\mathrm{135}° \\ $$
Commented by Frix last updated on 01/Aug/25

$$\mathrm{The}\:\mathrm{angle}\:\mathrm{between}\:\mathrm{two}\:\mathrm{lines}\:\mathrm{is}\:“\mathrm{not}\:\mathrm{unique}'' \\ $$$$\mathrm{because}\:\mathrm{there}\:\mathrm{are}\:\mathrm{two}\:\mathrm{angles}\:\alpha,\:\beta\:\mathrm{with} \\ $$$$\alpha+\beta=\mathrm{180}° \\ $$$$\mathrm{45}°+\mathrm{135}°=\mathrm{180}°\:\Rightarrow\:\mathrm{both}\:\mathrm{answers}\:\mathrm{are}\:\mathrm{ok} \\ $$
Commented by Raphael254 last updated on 01/Aug/25

Commented by Tawa11 last updated on 01/Aug/25

$$\mathrm{Wow}.\:\mathrm{Thanks}\:\mathrm{sir}. \\ $$$$\mathrm{I}\:\mathrm{appreciate}. \\ $$$$\mathrm{But}\:\mathrm{when}\:\mathrm{I}\:\mathrm{followed}\:\mathrm{sir}\:\mathrm{MJS}\:\mathrm{part}. \\ $$$$\mathrm{I}\:\mathrm{got}\:\:\:\mathrm{45}°. \\ $$
Commented by Tawa11 last updated on 01/Aug/25

$$\mathrm{Thanks}\:\mathrm{sir}. \\ $$