Math ClubMath Club
v1 · padrão canônico

Урок 24 — Уравнение окружности

Каноническая форма (x-a)² + (y-b)² = r². Общая форма. Взаимное расположение прямой и окружности. Касательные.

Used in: 1.º ano EM (15 anos) · Equiv. Math II japonês · Equiv. Klasse 10/11 alemã

(xa)2+(yb)2=r2(x - a)^2 + (y - b)^2 = r^2
Choose your door

Rigorous notation, full derivation, hypotheses

Уравнения и свойства

Каноническая форма

(xa)2+(yb)2=r2(x - a)^2 + (y - b)^2 = r^2

Общая форма

Раскрывая: x2+y2+Dx+Ey+F=0x^2 + y^2 + Dx + Ey + F = 0, где D=2aD = -2a, E=2bE = -2b, F=a2+b2r2F = a^2 + b^2 - r^2.

Восстановленный центр: (a,b)=(D/2,E/2)(a, b) = (-D/2, -E/2). Радиус: r=D2/4+E2/4Fr = \sqrt{D^2/4 + E^2/4 - F} (корректен, если положителен; иначе это не вещественная окружность).

Прямая и окружность

Прямая rr может:

  • Не пересекать окружность: d(центр,r)>rd(\text{центр}, r) > r.
  • Касаться (d=rd = r): ровно 1 точка.
  • Быть секущей (d<rd < r): 2 точки пересечения.

Свойство касательной и радиуса

Касательная в точке PP перпендикулярна радиусу CP\overline{CP}.

Exercise list

30 exercises · 7 with worked solution (25%)

Application 20Understanding 2Modeling 5Challenge 2Proof 1
  1. Ex. 24.1Application
    Уравнение окружности с центром (0,0)(0,0) и радиусом 55.
  2. Ex. 24.2Application
    Уравнение с центром (2,3)(2, 3) и радиусом 44.
  3. Ex. 24.3Application
    Центр (1,5)(-1, 5), радиус 10\sqrt{10}.
  4. Ex. 24.4Application
    Из уравнения (x3)2+(y+2)2=16(x-3)^2 + (y+2)^2 = 16 определи центр и радиус.
  5. Ex. 24.5Application
    Из уравнения x2+y24x+6y12=0x^2 + y^2 - 4x + 6y - 12 = 0 определи центр и радиус (выдели полный квадрат).
  6. Ex. 24.6Application
    Проверь, принадлежит ли (3,4)(3, 4) окружности x2+y2=25x^2 + y^2 = 25.
  7. Ex. 24.7Application
    Положение (0,0)(0,0) относительно (x2)2+(y1)2=4(x-2)^2 + (y-1)^2 = 4 — внутри или снаружи?
  8. Ex. 24.8ApplicationAnswer key
    Уравнение окружности с диаметром (0,0)(6,8)\overline{(0,0)(6,8)}.
  9. Ex. 24.9Application
    Найди точки пересечения y=xy = x с x2+y2=8x^2 + y^2 = 8.
  10. Ex. 24.10ApplicationAnswer key
    Проверь, является ли y=x+5y = x + 5 касательной, секущей или внешней к x2+y2=16x^2 + y^2 = 16.
  11. Ex. 24.11Application
    Расстояние от (3,4)(3, 4) до центра (0,0)(0,0) — внутри или снаружи окружности r=5r=5?
  12. Ex. 24.12Application
    Окружность, проходящая через (0,0),(4,0),(0,3)(0,0), (4,0), (0,3) — определи.
  13. Ex. 24.13ApplicationAnswer key
    Окружность, касающаяся оси xx в (3,0)(3, 0) с радиусом 55 — найди уравнение.
  14. Ex. 24.14Application
    Найди точки касания y=xy = x с x2+y24x=0x^2 + y^2 - 4x = 0.
  15. Ex. 24.15Application
    Представляет ли уравнение x2+y2+4x2y+10=0x^2 + y^2 + 4x - 2y + 10 = 0 окружность? (Нет — радиус² = -5.)
  16. Ex. 24.16Modeling
    Антенна излучает сигнал в радиусе 30 км. Центр в (0,0)(0, 0). Уравнение границы покрытия.
  17. Ex. 24.17Modeling
    Два землетрясения: эпицентр 1 в (0,0)(0, 0), дальность 100 км; эпицентр 2 в (120,0)(120, 0), дальность 150 км. Уравнения двух границ. Точки с дрожанием от обоих?
  18. Ex. 24.18Modeling
    GPS: 3 спутника в (0,0),(10,0),(5,8)(0,0), (10,0), (5,8) измеряют расстояния 5,8,65, 8, 6. (Трилатерация — система из 3 окружностей.)
  19. Ex. 24.19ModelingAnswer key
    Минимальный радиус кривой дороги для скорости vv равен r=v2/(μg)r = v^2/(\mu g). Для v=30v = 30 м/с, μ=0,7\mu = 0{,}7, g=9,81g = 9{,}81, вычисли.
  20. Ex. 24.20Modeling
    Круговая беговая дорожка с длиной 400 м. Радиус?
  21. Ex. 24.21ApplicationAnswer key
    Найди касательную к x2+y2=25x^2 + y^2 = 25 в точке (3,4)(3, 4).
  22. Ex. 24.22Application
    Внешняя касательная из (7,0)(7, 0) к окружности x2+y2=9x^2 + y^2 = 9.
  23. Ex. 24.23Application
    Длина внешней касательной из (5,0)(5, 0) к окружности x2+y2=4x^2 + y^2 = 4.
  24. Ex. 24.24ApplicationAnswer key
    Найди точку на x2+y2=25x^2 + y^2 = 25, ближайшую к (7,0)(7, 0).
  25. Ex. 24.25ApplicationAnswer key
    Центр окружности, проходящей через (1,0),(1,0),(0,1)(1, 0), (-1, 0), (0, 1).
  26. Ex. 24.26Understanding
    Покажи, что любое уравнение x2+y2+Dx+Ey+F=0x^2 + y^2 + Dx + Ey + F = 0 с D2+E24F>0D^2 + E^2 - 4F > 0 — окружность.
  27. Ex. 24.27Understanding
    Покажи, что у двух внешне касающихся окружностей расстояние между центрами =r1+r2= r_1 + r_2.
  28. Ex. 24.28Challenge
    Наибольшая окружность, вписанная в треугольник с вершинами (0,0),(6,0),(0,8)(0,0), (6,0), (0,8).
  29. Ex. 24.29Challenge
    Найди 4 общие касательные окружностей x2+y2=1x^2 + y^2 = 1 и (x5)2+y2=4(x-5)^2 + y^2 = 4.
  30. Ex. 24.30Proof
    Докажи, что касательная перпендикулярна радиусу в точке касания.

Источники этого урока

  • Algebra and Trigonometry — Jay Abramson et al. (OpenStax) · 2022, 2-е изд. · EN · CC-BY · §10.1: конические сечения и окружности. Первичный источник.
  • College Algebra — OpenStax · 2022, 2-е изд. · EN · CC-BY.
  • Geometria e Trigonometria — Wikilivros · живой · PT-BR · CC-BY-SA.

Updated on 2026-04-29 · Author(s): Clube da Matemática

Found an error? Open an issue on GitHub or submit a PR — open source forever.