Меньшая окружность проходит через 3 вершины, одна из который - острый угол, а две - вершины тупых углов. Острый угол является вписанным в эту окружность. И, наоборот, большая окружность проходит через вершину острого угола, потом- тупого, и - опять острого. В большую окружность вписан тупой угол.
r = 5; R = 12; a = ?
Обозначим за Ф половину тупого угла ромба. В треугольнике, вписанном в малую окружность, это будет острый угол, противолежащий стороне а;
Тогда по теореме синусов
a = 2*r*sin(Ф); sin(Ф) = a/(2*r);
Для тупоугольного равнобедренного треугольника, вписанного в большую окружность, угол при основании (противолежащий стороне а) равен (180 - 2*Ф)/2 = 90 - Ф;
Поэтому по той же теореме синусов
a = 2*R*sin(90 - Ф) = 2*R*cos(Ф); cos(Ф) = a/(2*R);
Осталось возвести это в квадрат и сложить
1 = a^2/(2*r)^2 + a^2/(2*R)^2; (2/a)^2 = 1/r^2 + 1/R^2;
Подставляем r = 5; R = 12; получаем а = 30/13.
Обозначим ромб АВСД, АС-большая диагональ, ВД-меньшая. О-точка пересечения диагоналей ромба. По условию окружность радиусом=5 описана вокруг треугольника АВД, а окружность радиусом =12 -вокруг треугольника АВС. Эти треугольники равнобедренные поскольку АВСД-ромб. Радиус описанной около равнобедренного треугольника окружности равен R=а квадрат/корень из(4а квадрат-d квадрат). Где а -сторона ромба, d-меньшая диагональ. Причём в знаменателе выражение большей диагонали ромба. То есть R=а квадрат/D. Это известные формулы. Отсюда 5=а квадрат/D и 12=а квадрат/d. Тогда тангенс угла ВАО=d/D=5/12. Это угол 22 градуса 37мин. Тогда угол АВО=67гр.23мин. Угол АВС вдвое больше , то есть 134гр.46мин. Он вписанный, значит опирается на дугу вдвое большую в градусном измерении 269гр. 32мин. То есть в окружности радиусом R=12, имеем хорду АС стягивающую известную дугу. Тогда АС=L=2R*sin(Ф/2)=2*12*sin134гр.46мин.=17,04. Тогда искомая сторона АВ=АО/cosbao=(AC/2)/cos22гр. 37мин.=8,52/0,92=9,26.