Wzajemne położenie dwóch okręgów - video lekcja

Wzajemne położenie dwóch okręgów — podsumowanie

Zestaw definicji, warunków, algorytmu postępowania, twierdzeń pomocniczych oraz treści zadań (zapis w notacji MathJax/LaTeX).

1 Definicje i warunki położenia okręgów

Oznaczenia: \(|O_1O_2|\) — odległość między środkami okręgów, \(r_1, r_2\) — promienie.

Okręgi rozłączne zewnętrznie
Brak punktów wspólnych.
\[|O_1O_2| > r_1 + r_2\]
Okręgi styczne zewnętrznie
Jeden punkt wspólny.
\[|O_1O_2| = r_1 + r_2\]
Okręgi przecinające się
Dwa punkty wspólne (spełniony warunek trójkąta).
\[|r_1 - r_2| < |O_1O_2| < r_1 + r_2\]
Okręgi styczne wewnętrznie
Jeden punkt wspólny.
\[|O_1O_2| = |r_1 - r_2|\]
Okręgi rozłączne wewnętrznie
Brak punktów wspólnych.
\[|O_1O_2| < |r_1 - r_2|\]
Okręgi współśrodkowe
Środki okręgów pokrywają się.
\[|O_1O_2| = 0\]

2 Algorytm postępowania

Jak szybko określić wzajemne położenie okręgów?

Oblicz trzy wartości i porównaj je ze sobą:

  1. odległość między środkami: \(|O_1O_2|\)
  2. sumę promieni: \(r_1+r_2\)
  3. różnicę promieni z wartością bezwzględną: \(|r_1-r_2|\)

Następnie dopasuj wynik do odpowiedniego warunku z punktu 1.

3 Twierdzenia i własności pomocnicze

Twierdzenie o odcinku łączącym środki boków trójkąta
Jeśli odcinek łączy środki dwóch boków trójkąta, to jest równoległy do trzeciego boku, a jego długość wynosi:
\[d=\frac{1}{2}a\]
gdzie \(a\) — długość boku równoległego do tego odcinka.
Własność stycznej do okręgu
Styczna do okręgu jest prostopadła do promienia poprowadzonego do punktu styczności.
\[t \perp r\]
W praktyce: jeśli \(T\) jest punktem styczności, to \(OT \perp t\).

4 Treści zadań

Zadanie 1 Określ wzajemne położenie okręgów
Wiadomo, że \(|O_1O_2| = 8\). Wyznacz położenie dla promieni:
  • a) \(r_1=1,\ r_2=9\)
  • b) \(r_1=5,\ r_2=3\)
  • c) \(r_1=\sqrt{5},\ r_2=3\sqrt{5}\)
  • d) \(r_1=5,\ r_2=13\)
  • e) \(r_1=3+\sqrt{8},\ r_2=5\)
  • f) \(r_1=8+\sqrt{2},\ r_2=4+\sqrt{5}\)
Zadanie 2 Okręgi styczne zewnętrznie — wyznacz promienie
Dwa okręgi są styczne zewnętrznie, więc \(|O_1O_2|=r_1+r_2\). Odległość między środkami wynosi \(12\). Wyznacz promienie, wiedząc że:
  • a) \(r_1=r_2+2\)
  • b) \(r_1=\frac{1}{3}r_2\) (równoważnie: \(r_2=3r_1\))
Zadanie 3 Trzy okręgi styczne zewnętrznie
Trzy okręgi o promieniu \(r\) są styczne zewnętrznie każdy do dwóch pozostałych. Wyznacz długości boków i miary kątów trójkąta utworzonego przez punkty styczności.
Zadanie 4 Parametr \(k\) i położenie okręgów
Dane są dwa okręgi: \(O_1(A,\ r_1=2)\) oraz \(O_2(B,\ r_2=3)\). Odległość \(|AB|=k\). Zbadaj wzajemne położenie tych okręgów w zależności od parametru \(k \in \langle 0,+\infty)\).
Zadanie 5 Styczna wewnętrzna i punkt przecięcia
Dane są dwa okręgi o promieniach \(r_1=8\) i \(r_2=12\). Odcinek łączący środki \(|AB|=25\) przecina się ze styczną wewnętrzną w punkcie \(C\). Oblicz odległość \(|CB|=x\).
Zadanie 6 Sieczna równoległa do \(O_1O_2\)
Przez punkt wspólny dwóch przecinających się okręgów o środkach \(O_1\) i \(O_2\) poprowadzono sieczną równoległą do prostej \(O_1O_2\). Sieczna przecina okręgi w punktach \(A\) i \(B\). Wykaż, że:
\[|O_1O_2|=\frac{1}{2}|AB|\]

Video lekcja

Related Articles

logo 2022 joomla footer