Кружница 2

Једначина кружнице. Одређивање полупречника и координата центра. Решени задаци.

Задаци


Текст задатака објашњених у видео лекцији.

Пр.2)   Одреди кружницу чији је центар тачка M(−12,5)M\left( { - 12,5} \right) и која пролази кроз координатни почетак.

Пр.3)   Одреди кружницу  чији се центар налази у пресеку правих x−3y+17=0x - 3y + 17 = 0 и 2x+y−15=02x + y - 15 = 0 и која садржи тачку A(9,−5)A\left( {9, - 5} \right).

Пр.4)   Одреди једначину кружнице концентричне кружници K1:x2+y2−4x−4y=8{K_1}:{x^2} + {y^2} - 4x - 4y = 8, а чији је полупречник за један већи од полупречника дате кружнице.


Пр.2)   

K:(x−a)2+(y−b)2=r2K:(x+12)2+(y−5)2=r2O(0,0)∈K:(0+12)2+(0−5)2=r2144+25=r2r2=169K:(x+12)2+(y−5)2=169\begin{aligned}&\boxed{K:{{\left( {x - a} \right)}^2} + {{\left( {y - b} \right)}^2} = {r^2}} \\ &K:{\left( {x + 12} \right)^2} + {\left( {y - 5} \right)^2} = {r^2} \\ &O\left( {0,0} \right) \in K:{\left( {0 + 12} \right)^2} + {\left( {0 - 5} \right)^2} = {r^2} \\ &144 + 25 = {r^2} \\ &{r^2} = 169 \\ &K:{\left( {x + 12} \right)^2} + {\left( {y - 5} \right)^2} = 169\end{aligned}

Пр.3) 

x − 3y + 17 = 02x + y − 15 = 0‾x − 3y + 17 = 06x + 3y − 45 = 0‾7x−28=0x−3y+17=0‾x=44−3y+17=0−3y=−21y=7S(4,7)K:(x−4)2+(y−7)2=r2A(9,−5)∈K:(9−4)2+(−5−7)2=r225+144=r2r2=169K:(9−4)2+(−5−7)2=169\begin{aligned}&x{\text{ }} - {\text{ }}3y{\text{ }} + {\text{ }}17{\text{ }} = {\text{ }}0 \\ &\underline {2x{\text{ }} + {\text{ }}y{\text{ }} - {\text{ }}15{\text{ }} = {\text{ }}0} \\ &x{\text{ }} - {\text{ }}3y{\text{ }} + {\text{ }}17{\text{ }} = {\text{ }}0 \\ &\underline {6x{\text{ }} + {\text{ 3}}y{\text{ }} - {\text{ }}45{\text{ }} = {\text{ }}0} \\ &7x - 28 = 0 \\ &\underline {x - 3y + 17 = 0} \\ &x = 4 \\ &4 - 3y + 17 = 0 \\ &- 3y = - 21 \\ &y = 7 \\ &S\left( {4,7} \right) \\ & \\ &K:{\left( {x - 4} \right)^2} + {\left( {y - 7} \right)^2} = {r^2} \\ &A\left( {9, - 5} \right) \in K:{\left( {9 - 4} \right)^2} + {\left( { - 5 - 7} \right)^2} = {r^2} \\ &25 + 144 = {r^2} \\ &{r^2} = 169 \\ &K:{\left( {9 - 4} \right)^2} + {\left( { - 5 - 7} \right)^2} = 169\end{aligned}

Пр.4) 

K1:x2+y2−4x−4y=8(x2−4x+4)−4+(y2−4y+4)−4=8(x−2)2+(y−2)2=16K2:S(2,2),r2=5K2:(x−2)2+(y−2)2=25\begin{aligned}&{K_1}:{x^2} + {y^2} - 4x - 4y = 8 \\ &\left( {{x^2} - 4x + 4} \right) - 4 + \left( {{y^2} - 4y + 4} \right) - 4 = 8 \\ &{\left( {x - 2} \right)^2} + {\left( {y - 2} \right)^2} = 16 \\ &{K_2}:S\left( {2,2} \right),{r_2} = 5 \\ &{K_2}:{\left( {x - 2} \right)^2} + {\left( {y - 2} \right)^2} = 25\end{aligned}

Да бисте написали једначину кружнице (x−a)2+(y−b)2=r2(x - a)^2 + (y - b)^2 = r^2, потребни су центар и полупречник. Ако су задати центар и тачка AA на кружници, полупречник је њихово растојање: r2=(xA−a)2+(yA−b)2r^2 = (x_A - a)^2 + (y_A - b)^2, па корен често није ни потребан. Ако је центар пресек две праве, прво решите систем њихових једначина.

Концентричне кружнице имају исти центар и различите полупречнике. Центар дате кружнице нађите допуном до квадрата, па у једначину нове кружнице упишите нови полупречник: за r2=r1+1r_2 = r_1 + 1 са десне стране стоји (r1+1)2(r_1 + 1)^2, а не r12+1r_1^2 + 1. На крају проверите резултат тако што задату тачку уврстите у добијену једначину.

−2−11234567891011−112345678910110xyrSA
1 m
Полупречник r = |SA|
5 m
Спољашњи полупречник
6 m
Површина стазе
34,6 m²
Фонтана SS је на пресеку стаза. Унутрашња ивица пролази кроз клупу AA, па је r=∣SA∣r = |SA|; спољашња ивица је концентрична, са полупречником већим за ширину стазе, а стаза је прстен између њих. На почетку је стаза из примера.

Пројектанти паркова и кружних токова прво одреде центар, често на пресеку две осе, па кружне стазе и траке задају концентричним кружницама. Површина прстена између њих даје количину шљунка или асфалта.

Кружна стаза око фонтане

У парку у Нишу две праве стазе леже на правама x−2y+6=0x - 2y + 6 = 0 и 2x+y−13=02x + y - 13 = 0, а фонтана је на њиховом пресеку; јединица је метар. Кружна стаза око фонтане унутрашњом ивицом пролази поред клупе у тачки A(7,1)A(7, 1), а широка је 1 m. Напишите једначине обе ивице стазе и израчунајте површину стазе.

Решење

  1. Центар: из прве једначине x=2y−6x = 2y - 6, па уврштено у другу 4y−12+y−13=04y - 12 + y - 13 = 0, тј. y=5y = 5 и x=4x = 4. Фонтана је у тачки S(4,5)S(4, 5).
  2. Унутрашња ивица: r2=(7−4)2+(1−5)2=9+16=25r^2 = (7 - 4)^2 + (1 - 5)^2 = 9 + 16 = 25, па је (x−4)2+(y−5)2=25(x - 4)^2 + (y - 5)^2 = 25 и r=5r = 5.
  3. Спољашња ивица је концентрична, са полупречником 5+1=65 + 1 = 6: (x−4)2+(y−5)2=36(x - 4)^2 + (y - 5)^2 = 36.
  4. Стаза је прстен површине π(62−52)=11π≈34,6\pi(6^2 - 5^2) = 11\pi \approx 34{,}6 m².

Одговор: Ивице стазе су (x−4)2+(y−5)2=25(x - 4)^2 + (y - 5)^2 = 25 и (x−4)2+(y−5)2=36(x - 4)^2 + (y - 5)^2 = 36, а стаза има површину од око 34,6 m².

Задатак за вежбу

Напишите једначину кружнице концентричне са кружницом x2+y2+6x−2y−6=0x^2 + y^2 + 6x - 2y - 6 = 0, чији је полупречник за 2 већи.

Прикажи решење

Допуна до квадрата: (x+3)2+(y−1)2=6+9+1=16(x + 3)^2 + (y - 1)^2 = 6 + 9 + 1 = 16, па је S(−3,1)S(-3, 1) и r=4r = 4. Тражена кружница је (x+3)2+(y−1)2=36(x + 3)^2 + (y - 1)^2 = 36.