Vieme matiku

Kružnica (kužeľosečka) – 4. trieda (4. ročník)

GNR
Zkopírovat krátkou adresu (viemeto.eu/GNR)
Ukázať QR kód

viemeto.eu/GNR


Stiahnuť QR kód

Kružnica je množina všetkých bodov v rovine, ktoré majú od daného pevného bodu S rovnakú vzdialenosť r. Bod S nazývame stred kružnice, hodnotu r nazveme polomer kružnice.

Stredová rovnica kružnice

Stredová rovnica kružnice so stredom S[m;n] a polomerom r je v tvare: (x-m)^2 +(y-n)^2=r^2

Príklad: Určite stredovú rovnicu kružnice so stredom v bode S[-1;2] a polomerom r=3.

  • Stredová rovnica je v tvare: (x-m)^2 +(y-n)^2=r^2
  • Dosadíme súradnice stredu a polomer. Pri dosadení si dáme pozor na to, že súradnice stredu v stredovej rovnici odčítame: (x-(-1))^2 +(y-2)^2=3^2
  • Po úprave: (x+1)^2 +(y-2)^2=9

Všeobecná rovnica kružnice

Podobne ako existuje niekoľko tvarov rovníc priamky, môžeme aj rovnicu kružnice zapísať rôznymi spôsobmi. Všeobecná rovnica kružnice je v tvare: x^2 +y^2-2mx-2ny+p=1.

Každá rovnica v tomto tvare ale nemusí ešte byť všeobecnou rovnicou kružnice. Pre všeobecnú rovnicu kružnice musí platiť, že výraz m^2+n^2-p je kladný. Praktické overenie, či ide o kružnicu, ale väčšinou vykonávame prevedením na stredovú rovnicu kružnice.

Príklad: Nájdite stred a polomer kružnice danej všeobecnou rovnicou x^2+y^2+4x+6y-12=0.

  • Najskôr si usporiadame členy podľa premenných: x^2+4x+y^2-6y-12=0.
  • Našim ďalším cieľom je upraviť výraz na ľavej strane ako súčet dvoch druhých mocnín (štvorcov), podľa vzorcov a^2\pm 2ab+b^2=(a\pm b)^2.
  • K obom stranám rovnice pripočítame konštanty 4 a 9, aby sme súčty členov s premennými x a y mohli upraviť na druhé mocniny (prevedieme v oboch prípadoch doplnenie na štvorec): x^2+4x+4+y^2-6y+9-12=4+9
  • A upravíme: (x+2)^2 +(y-3)^2-12=13
  • Na záver ešte prevedieme -12 na druhú stranu rovnice: (x+2)^2 +(y-3)^2=25
  • Týmto sme previedli všeobecnú rovnicu kružnice na stredovú rovnicu kružnice.
  • Polomer kružnice je r=\sqrt{25}=5.
  • Súradnice stredu S[m,n] odčítame v stredovej rovnici od premenných x a y, majú teda opačné znamienka než konštanty v zátvorkách v stredovej rovnici \Rightarrow S[-2;3].

Kružnica a priamka

  • priamka s pretína kružnicu v dvoch bodoch – sečnica kružnice
  • priamka t pretína kružnicu v jednom bode – dotyčnica kružnice
  • priamka v kružnici nepretína – vonkajšia priamka kružnice

Rovnice dotyčnice kružnice v bode, ktorý leží na kružnici

Kružnica daná rovnicou (x-m)^2 +(y-n)^2=r^2 má v bode T[x_0;y_0] dotyčnicu (x_0-m)(x-m) +(y_0-n)(y-n)=r^2.

Ako si zapamätať rovnicu dotyčnice

  • Stredová rovnica je v tvare (x-m)^2 +(y-n)^2=r^2.
  • Zátvorky rozložíme na súčiny dvojčlenov (x-m)(x-m) +(y-n)(y-n)=r^2.
  • V každom súčine zameníme jedno x za x_0 a jedno y za y_0
  • Dostaneme rovnicu dotyčnice (x_0-m)(x-m) +(y_0-n)(y-n)=r^2

Príklad: Určite rovnicu dotyčnice kružnice (x-1)^2+(y+2)^2=13 v jej bode T[3;1].

  • Overíme, či bod T leží na kružnici: (3-1)^2+(1+2)^2=13 \Rightarrow 4+9=13
  • Dotyčnica má rovnicu (x_0-m)(x-m) +(y_0-n)(y-n)=r^2
  • Dosadíme súradnice bodu T: (3-1)(x-1) +(1+2)(y+2)=13
  • Roznásobíme zátvorky: 2x-2 +3y+6=13
  • A dostaneme všeobecnú rovnicu dotyčnice 2x+3y-9=0

Polára kružnice

Z bodu R mimo kružnicu môžeme zostrojiť dve dotyčnice k danej kružnici. Priamka určená bodmi dotyku dotyčníc sa nazýva polára kružnice vzhľadom k bodu R.

Rovnica poláry kružnice (x-m)^2 +(y-n)^2=r^2 vzhľadom k bodu R[r_1;r_2] je (r_1-m)(x-m) +(r_2-n)(y-n)=r^2.

Na čo poláru použijeme?

  • Poláru využívame na konštrukciu dotyčníc ležiacich z bodu mimo kružnicu.
  • Podľa vzorca určíme rovnicu poláry, teda priamky.
  • Nájdeme priesečníky poláry a kružnice – to sú body dotyku hľadaných dotyčníc.
  • Keď poznáme body dotyku, určíme podľa vzťahu pre rovnicu dotyčnice v bode kružnice všeobecné rovnice oboch dotyčníc.
Vysvetlenie mi pomohlo
Vysvetlenie mi nepomohlo
Pre túto tému zatiaľ nie je dostupné žiadne precvičovanie.
NAPÍŠTE NÁM

Ďakujeme za vašu správu, bola úspešne odoslaná.

Napíšte nám

Neviete si rady?

Najprv sa, prosím, pozrite na časté otázky:

Čoho sa správa týka?

Odkaz Obsah Ovládanie Prihlásenie Licencia