Příklady k analytické geometrii kružnice a vzájemná poloha kružnice a přímky

Podobné dokumenty
Odvození středové rovnice kružnice se středem S [m; n] a o poloměru r. Bod X ležící na kružnici má souřadnice [x; y].

1.1 Napište středovou rovnici kružnice, která má střed v počátku soustavy souřadnic a prochází bodem

Pedagogická poznámka: Celý obsah se za hodinu stihnout nedá. z ] leží na kulové ploše, právě když platí = r. Dosadíme vzorec pro vzdálenost:

Parametrická rovnice přímky v rovině

7.5.3 Hledání kružnic II

10. Analytická geometrie kuželoseček 1 bod

Kulová plocha, koule, množiny bodů

KRUŽNICE, KRUH, KULOVÁ PLOCHA, KOULE

obecná rovnice kružnice a x 2 b y 2 c x d y e=0 1. Napište rovnici kružnice, která má střed v počátku soustavy souřadnic a prochází bodem A[-3;2].

VZÁJEMNÁ POLOHA DVOU PŘÍMEK V ROVINĚ

11. VEKTOROVÁ ALGEBRA A ANALYTICKÁ GEOMETRIE LINEÁRNÍCH ÚTVARŮ. u. v = u v + u v. Umět ho aplikovat při

VZÁJEMNÁ POLOHA DVOU PŘÍMEK

Lingebraické kapitolky - Analytická geometrie

11. VEKTOROVÁ ALGEBRA A ANALYTICKÁ GEOMETRIE LINEÁRNÍCH ÚTVARŮ

X = A + tu. Obr x = a 1 + tu 1 y = a 2 + tu 2, t R, y = kx + q, k, q R (6.1)

ANALYTICKÁ GEOMETRIE LINEÁRNÍCH ÚTVARŮ V ROVINĚ

Matematika I, část I. Rovnici (1) nazýváme vektorovou rovnicí roviny ABC. Rovina ABC prochází bodem A a říkáme, že má zaměření u, v. X=A+r.u+s.

VZOROVÝ TEST PRO 3. ROČNÍK (3. A, 5. C)

M - Příprava na 12. zápočtový test

Digitální učební materiál

ANALYTICKÁ GEOMETRIE ELIPSY

PŘÍMKA A JEJÍ VYJÁDŘENÍ V ANALYTICKÉ GEOMETRII

A[a 1 ; a 2 ; a 3 ] souřadnice bodu A v kartézské soustavě souřadnic O xyz

17 Kuželosečky a přímky

Analytická geometrie kvadratických útvarů v rovině

ANALYTICKÁ GEOMETRIE INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

ANALYTICKÁ GEOMETRIE INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ. Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky

1 Analytická geometrie

1. Přímka a její části

ANALYTICKÁ GEOMETRIE HYPERBOLY

ANALYTICKÁ GEOMETRIE PARABOLY

Analytická geometrie. c ÚM FSI VUT v Brně

Kapitola 5. Seznámíme se ze základními vlastnostmi elipsy, hyperboly a paraboly, které

Projekt OPVK - CZ.1.07/1.1.00/ Matematika pro všechny. Univerzita Palackého v Olomouci

Definice Tečna paraboly je přímka, která má s parabolou jediný společný bod,

RNDr. Zdeněk Horák IX.

1. Parametrické vyjádření přímky Přímku v prostoru můžeme vyjádřit jen parametricky, protože obecná rovnice přímky v prostoru neexistuje.

Diferenciální počet 1 1. f(x) = ln arcsin 1 + x 1 x. 1 x 1 a x 1 0. f(x) = (cos x) cosh x + 3x. x 0 je derivace funkce f(x) v bodě x0.

Analytická geometrie (AG)

CVIČNÝ TEST 43. OBSAH I. Cvičný test 2. Mgr. Tomáš Kotler. II. Autorské řešení 6 III. Klíč 13 IV. Záznamový list 15

Důkazy vybraných geometrických konstrukcí

Analytická geometrie lineárních útvarů

14. přednáška. Přímka

Matematika I, část I Vzájemná poloha lineárních útvarů v E 3

Matematika 1 MA1. 1 Analytická geometrie v prostoru - základní pojmy. 4 Vzdálenosti. 12. přednáška ( ) Matematika 1 1 / 32

3) Vypočtěte souřadnice průsečíku dané přímky p : x = t, y = 9 + 3t, z = 1 + t, t R s rovinou ρ : 3x + 5y z 2 = 0.

f(x) = arccotg x 2 x lim f(x). Určete všechny asymptoty grafu x 2 2 =

2. ANALYTICKÁ GEOMETRIE V PROSTORU Vektory Úlohy k samostatnému řešení... 21

M - Příprava na 1. čtvrtletku pro třídu 4ODK

Rovnice přímky. s = AB = B A. X A = t s tj. X = A + t s, kde t R. t je parametr. x = a 1 + ts 1 y = a 2 + ts 2 z = a 3 + ts 3. t R

ANALYTICKÁ GEOMETRIE V ROVINĚ

Vzorce počítačové grafiky

ANALYTICKÁ GEOMETRIE LINEÁRNÍCH ÚTVARŮ V ROVINĚ

37. PARABOLA V ANALYTICKÉ GEOMETRII

Urci parametricke vyjadreni primky zadane body A[2;1] B[3;3] Urci, zda bod P [-3;5] lezi na primce AB, kde A[1;1] B[5;-3]

Gymnázium, Brno, Elgartova 3

y = 2x2 + 10xy + 5. (a) = 7. y Úloha 2.: Určete rovnici tečné roviny a normály ke grafu funkce f = f(x, y) v bodě (a, f(a)). f(x, y) = x, a = (1, 1).

Základy matematiky kombinované studium /06

Analytická geometrie. přímka vzájemná poloha přímek rovina vzájemná poloha rovin. Název: XI 3 21:42 (1 z 37)

SOUŘADNICE BODU, VZDÁLENOST BODŮ

6. ANALYTICKÁ GEOMETRIE

CVIČNÝ TEST 41. OBSAH I. Cvičný test 2. Mgr. Tomáš Kotler. II. Autorské řešení 7 III. Klíč 15 IV. Záznamový list 17

M - Analytická geometrie pro třídu 4ODK

KONSTRUKTIVNÍ GEOMETRIE

( ) ( ) ( ) Tečny kružnic I. Předpoklady: 4501, 4504

Rovnice přímky v prostoru

0 x 12. x 12. strana Mongeovo promítání - polohové úlohy.

Analytická geometrie v prostoru

( ) Další metrické úlohy II. Předpoklady: Př. 1: Najdi přímku rovnoběžnou s osou I a III kvadrantu vzdálenou od bodu A[ 1;2 ] 2 2.

3.2. ANALYTICKÁ GEOMETRIE ROVINY

Gymnázium Jiřího Ortena, Kutná Hora. Průřezová témata Poznámky. Téma Školní výstupy Učivo (pojmy) volné rovnoběžné promítání průmětna

19 Eukleidovský bodový prostor

CVIČNÝ TEST 17. OBSAH I. Cvičný test 2. Mgr. Tomáš Kotler. II. Autorské řešení 6 III. Klíč 13 IV. Záznamový list 15

Kótované promítání. Úvod. Zobrazení bodu

Rovnice přímky vypsané příklady. Parametrické vyjádření přímky

Funkce pro učební obory

3.3. ANALYTICKÁ GEOMETRIE KRUŽNICE A KOULE

Obrázek 34: Vznik středové kolineace

7.3.9 Směrnicový tvar rovnice přímky

Funkce a lineární funkce pro studijní obory

p ACD = 90, AC = 7,5 cm, CD = 12,5 cm

Cyklografie. Cyklický průmět bodu

MONGEOVO PROMÍTÁNÍ - 2. část

(4x) 5 + 7y = 14, (2y) 5 (3x) 7 = 74,

Michal Zamboj. January 4, 2018

Obecná rovnice kvadratické funkce : y = ax 2 + bx + c Pokud není uvedeno jinak, tak definičním oborem řešených funkcí je množina reálných čísel.

ICT podporuje moderní způsoby výuky CZ.1.07/1.5.00/ Matematika analytická geometrie. Mgr. Pavel Liška

2. Zapište daná racionální čísla ve tvaru zlomku a zlomek uveďte v základním tvaru. 4. Upravte a stanovte podmínky, za kterých má daný výraz smysl:

Příklad 1 ŘEŠENÉ PŘÍKLADY Z M1A ČÁST 6

Klauzurní část školního kola kategorie A se koná

7 Analytická geometrie v rovině

Funkce - pro třídu 1EB

CVIČNÝ TEST 1. OBSAH I. Cvičný test 2. Mgr. Tomáš Kotler. II. Autorské řešení 6 III. Klíč 21 IV. Záznamový list 23

Určete a graficky znázorněte definiční obor funkce

Přijímací zkoušky z matematiky pro akademický rok 2017/18 NMgr. studium Učitelství matematiky ZŠ, SŠ

Zavedeme-li souřadnicový systém {0, x, y, z}, pak můžeme křivku definovat pomocí vektorové funkce.

7.3.9 Směrnicový tvar rovnice přímky

Rozvinutelné plochy. tvoří jednoparametrickou soustavu rovin a tedy obaluje rozvinutelnou plochu Φ. Necht jsou

Funkce pro studijní obory

Transkript:

Příklady k analytické geometrii kružnice a vzájemná poloha kružnice a přímky Př. 1: Určete rovnice všech kružnic, které procházejí bodem A = * 6; 9+, mají střed na přímce p: x + 3y 18 = 0 a jejich poloměr r = 5. Př. 2: Určete rovnice všech kružnic, které procházejí body A = *-2; 1+, B = *1; 4+ a mají střed na přímce p: x y 2 = 0. Př. 3: Napište rovnici kružnice, jejímž průměrem je úsečka AB, kde A = *2; 3+; B = *-4; 9]. Př. 4: Úpravou rovnice na středový tvar určete, zda se jedná o kružnici a určete její charakteristiky: 4x 2 + 4y 2 24x 32y + 51 = 0 Př. 5: Je dána kružnice l: (x 4) 2 + y 2 = 5 a její bod A*3; -2+. Určete na kružnici l bod B tak, aby směrnice přímky AB byla k = -3. Př. 6: Určete rovnici kružnice, která má střed na přímce 2x + y 10 = 0 a dotýká se přímek 4x 3y + 10 =0 a 4x 3y 30 = 0. Př. 7 Napište obecnou rovnici tečny kružnice, která má střed S *2; -5+, jestliže bod dotyku T*5; -1]. Př. 8 Napište rovnice tečen kružnice x 2 + y 2 = 5, jestliže body dotyku jsou průsečíky této kružnice s přímkou x 3y + 5 = 0. Určete odchylku tečen. Př. 9 Určete rovnici kružnice, na které leží body A*-2; -1], B [-2; 5+ a která se dotýká přímky x + 6,5 = 0. Př. 10 Vypočítejte vzdálenost středů dvou kružnic k 1 : x 2 + y 2 + 6x 10y + 9 = 0 S 1 [-3; 5] k 2 : x 2 + y 2 + 18x + 4y + 21 = 0 S 2 [-9; -2] Př. 11 Napište obecnou rovnici přímky, která prochází středem kružnice k: x 2 + y 2-6x + 10y + 30 = 0 a je kolmá na vektor (2; r), kde r je poloměr kružnice. Př. 12 Vypočítejte souřadnice průsečíků kružnice k: x 2 + y 2 + 4x + y 2 8y = 0 s přímkou SP, kde S je střed Př. 13 Vypočítejte souřadnice průsečíků kružnice k: x 2 + y 2 4x + 2y 15 = 0 s přímkou SP, kde S je střed Př. 14 Napište rovnici kružnice, která prochází body A*5; 3+, B*6; 2+ a její střed leží na přímce p: 3x 4y 3 = 0. Př. 15: Napište rovnici kružnice k s poloměrem r = 1 a středem S ve III. kvadrantu, jestliže se kružnice k dotýká přímek p a q:

Př. 1: Určete rovnice všech kružnic, které procházejí bodem A = * 6; 9+, mají střed na přímce p: x + 3y 18 = 0 a jejich poloměr r = 5. Vyjdeme ze středové rovnice kružnice: k: (x m) 2 + (y n) 2 = r 2, kde souřadnice m a n jsou souřadnicemi středu kružnice a r je poloměr kružnice. Víme, že střed kružnice leží na přímce p. Potom rovnici přímky upravíme: m + 3n 18 = 0. Máme tedy: m = 18 3n a dosadíme do rovnice kružnice: k p: (x 18 + 3n) 2 + (y n) 2 = r 2 Dosadíme bod A a poloměr r: (6 18 + 3n) 2 + (9 n) 2 = 25 144 2. 12. 3n + 9n 2 + 81 18n + n 2 = 25 225 72n 18 n + 10n 2 = 25 10n 2 90n + 200 = 0 n 2 9n + 20 = 0 a na základě rozkladu trojčlenu dostaneme: (n 4)(n 5) = 0 Dostáváme dva středy kružnice: a) n = 4 m = 6 b) n = 5 m = 3 Takové kružnice existují dvě: k 1 : (x 6) 2 + (y 4) 2 = 25 k 2 : (x 3) 2 + (y 5) 2 = 25 Př. 2: Určete rovnice všech kružnic, které procházejí body A = *-2; 1], B = [1; 4] a mají střed na přímce p: x y 2 = 0. Opět vyjdeme ze středové rovnice kružnice: k: (x m) 2 + (y n) 2 = r 2, kde souřadnice m a n jsou souřadnicemi středu kružnice a r je poloměr kružnice. Víme, že střed kružnice leží na přímce p. Potom rovnici přímky upravíme: m = n + 2 a dosadíme di středové rovnice kružnice: (x n 2) 2 + (y n) = r 2 Dosadíme postupně oba body : A: (-2 n 2) 2 + (1 n) 2 = r 2 B: (1 n 2) 2 + (4 n) 2 = r 2 Dostáváme soustavu dvou rovnic o dvou neznámých: (1) ( - 4 n) 2 + (1 n) 2 = r 2 (2) (-1 n) 2 + (4 n) 2 = r 2 (-1 n) 2 + (4 n) 2 ( - 4 n) 2 (1 n) 2 = 0.vyloučili jsme r 1 + 2n + n 2 + 16 8n + n 2 16 8n n 2 1 + 2n n 2 = 0-12n + 0 = 0 n = 0 Střed kružnice k: S *2; 0+ Rovnice kružnice k: (x 2) 2 + y 2 = r 2 +Vezmeme jeden bod ze dvou zadaných a dosadíme do rovnice kružnice k a tím určíme druhou mocninu poloměru hledané kružnice.

A: (-2 2) 2 + 1 = r 2 r 2 = 17 rovnice kružnice k: (x 2) 2 + y 2 = 17 Pozn.: je také možné vyjít z toho, že body S a A tvoří vzdálenost těchto dvou bodů a lze z nich určit poloměr kružnice: SA = (-4; 1), potom SA = r = r 2 = 17 Př. 3: Napište rovnici kružnice, jejímž průměrem je úsečka AB, kde A = *2; 3+; B = *-4; 9]. Střed úsečky AB je středem kružnice AB: S = tj. S [-1; 6] Dále poloměr kružnice r =. Velikost průměru AB je: = 6 Poloměr: r = 3, tedy r 2 = 18 Rovnice kružnice k: (x + 1) 2 + (y -6) 2 = 18 Př. 4: Úpravou rovnice na středový tvar určete, zda se jedná o kružnici a určete její charakteristiky: 4x 2 + 4y 2 24x 32y + 51 = 0 Upravíme tak, abychom mohli dostat středový tvar kružnice: 4x 2 24x + 4y 2 32y = - 51 4(x 2 6x) + 4(y 2 8y) = -51 Doplníme na čtverec : 4(x 2 6x + 9) + 4 (y 2 8y + 16) = - 51 + 36 + 64 4(x 3) 2 + 4(y 4) 2 = 49 /. (x 3) 2 + (y 4) 2 = S[3; 4]; r = Jedná se o kružnici. Př. 5: Je dána kružnice l: (x 4) 2 + y 2 = 5 a její bod A*3; -2+. Určete na kružnici l bod B tak, aby směrnice přímky AB byla k = -3. Směrnicový tvar přímky AB: y= -3x + q Touto přímkou prochází bod A: -2 = -3. 3 + q q = 7 Přímka AB má tvar: y = - 3x + 7 Tato přímka je tětivou kružnice l. Jestliže tato přímka je tětivou kružnice l, pak musí existovat dva body: l AB: (x 4) 2 + (-3x + 7) 2 = 5 x 2 8x + 16 + 9x 2 42x + 49 = 5 10x 2 50x + 60 = 0

x 2 5x + 6 = 0 (x 2)(x 3) = 0 x 1 = 2, y 1 = 1 x 2 = 3, y 2 = -2 souřadnice bodu A Bod B má souřadnice *2; 1+ Př. 6: Určete rovnici kružnice, která má střed na přímce 2x + y 10 = 0 a dotýká se přímek 4x 3y + 10 =0 a 4x 3y 30 = 0. Přímky 4x 3y + 10 =0 a 4x 3y 30 = 0 jsou navzájem rovnoběžné, potom střed hledané kružnice leží na ose pásu tvořené těmito přímkami. Hledejme tedy body A, B, které leží na ose x a určeme bod S AB, kterým prochází osa pásu: y 1 = 0, potom: 4x + 10 = 0, tj. x 1 = -2,5 y 2 = 0, potom: 4x + 30 = 0, tj. x 2 = 7,5 A[-2,5; 0] a B[7,5; 0] S AB = S AB = [2,5; 0] Tímto bodem prochází osa pásu: 4x 3y + c = 0 tj. c = - 10 Střed hledané kružnice leží na průsečíku přímek 4x -3y 10 = 0 a 2x + y 10 = 0 4x -3y 10 = 0 2x + y 10 = 0 /3 10x 40 = 0 x = 4, y = 10 2x tj. y = 2 Střed kružnice S *4; 2+, poloměr kružnice je dán jako vzdálenost bodu S od přímky např. 4x 3y + 10 =0 r = r = Rovnice hledané kružnice má tvar: (x 4) 2 + (y 2) 2 = 16 Př. 7 Napište obecnou rovnici tečny kružnice, která má střed S *2; -5+, jestliže bod dotyku T*5; -1]. Přímka procházející středem kružnice a bodem dotyku tečny je kolmá na tečnu. Proto stačí určit směrový vektor přímky ST, který je současně normálovým vektorem tečny. ST = T S = (3; 4) Rovnice tečny: 3x + 4y + c = 0, kde c určíme dosazením bodu T: c = -11 t: 3x + 4y 11 = 0 obecná rovnice tečny Př. 8 Napište rovnice tečen kružnice x 2 + y 2 = 5, jestliže body dotyku jsou průsečíky této kružnice s přímkou x 3y + 5 = 0. Určete odchylku tečen. Určíme průnik přímky s kružnicí: x 3y + 5 = 0 x = 3y 5 x 2 + y 2 = 5

(3y 5) 2 + y 2 = 5 9y 2 30y + 25 + y 2 = 5 10y 2 30y + 20 = 0 y 2 3y + 2 = 0 (y 2)(y 1 ) = 0 T 1 = [1; 2] T 2 = [-2; 1] S = [0; 0] ST 1 = (1; 2) ST 2 = (-2;1) Skalární součin těchto vektorů: 1. (-2) + 2. 1 = 0, tudíž tečny procházející body T 1 a T 2 jsou navzájem kolmé. Odchylka těchto tečen je 90. Př. 9 Určete rovnici kružnice, na které leží body A*-2; -1], B [-2; 5+ a která se dotýká přímky x + 6,5 = 0. Střed úsečky AB: S AB = V tomto případě body AB jsou nad sebou a přímka jimi procházející je rovnoběžná s osou y a jejich osa prochází S AB S AB = [-2; 2] Střed kružnice leží na y = 2 tj. S*x; 2+ 3. bod C leží na průsečíku přímek: y = 2 a x = - 6,5 C [ -6,5; 2 ] A: 4 + 1 2a b + c = 0 5 2a b + c = 0 B: 4 + 25 2a + 5b + c = 0 29 2a + 5b + c = 0 C: 42,25 + 4 6,5a + 2b + c = 0 46,25 6,5a + 2b + c = 0 Řešením soustavy tří rovnic dostaneme: 24 + 6b = 0 tj. b = - 4 41,25 4,5a + 3b = 0 tj. a = 6,5 c = -5 + 2.6,5 4 c = 4 Obecná rovnice kružnice: x 2 + y 2 + - 4y + 4 = 0 (x + ) 2 + (y 2) 2 = - 4 + + 4 (x + ) 2 + (y 2) 2 = středová rovnice kružnice Př. 10 Vypočítejte vzdálenost středů dvou kružnic k 1 : x 2 + y 2 + 6x 10y + 9 = 0 S 1 [-3; 5] k 2 : x 2 + y 2 + 18x + 4y + 21 = 0 S 2 [-9; -2] vzdálenost těchto středů: d = Př. 11

Napište obecnou rovnici přímky, která prochází středem kružnice k: x 2 + y 2-6x + 10y + 30 = 0 a je kolmá na vektor (2; r), kde r je poloměr kružnice. Určíme středovou rovnici kružnice: (x 3) 2 + (y + 5) 2 = - 30 + 9 + 25 (x 3) 2 + (y + 5) 2 = 4 r = 2 Vektor: (2; 2) a na tu je kolmá hledaná přímka procházející bodem S*3; -5+. Daný vektor je normálový vektor hledané přímky. 2x + 2y + c = 0 6 10 + c = 0 c = 4 Hledaná rovnice přímky: x + y + 2 = 0 Př. 12 Vypočítejte souřadnice průsečíků kružnice k: x 2 + y 2 + 4x + y 2 8y = 0 s přímkou SP, kde S je střed S[-2; 4] P[0; 0] SP = (2; - 4) směrový vektor hledané přímky: -4x 2y + c = 0 P: c = 0 tj. 4x + 2y = 0 a úpravou dostaneme: 2x + y = 0 Dosadíme do rovnice kružnice za y = - 2x: x 2 + 4x 2 + 4x + 16x = 0 5x 2 + 20x = 0 x 2 + 4x = 0 tj. x 1 = 0 a x 2 = -4 A[0; 0]; B [-4; 8] jsou hledané body průsečíku přímky a kružnice. Př. 13 Vypočítejte souřadnice průsečíků kružnice k: x 2 + y 2 4x + 2y 15 = 0 s přímkou SP, kde S je střed S[2; -1] P[0; 0] PS =(2; -1). Přímka p: -x 2y + c = 0 Položíme li za souřadnice za P: c = 0 P: x + 2y = 0 x = - 2y Za x dosadíme do rovnice kružnice a dostaneme: 4y 2 + y 2 + 8y + 2y 15 = 0 5y 2 + 10y 15 = 0 y 2 + 2y 3 = 0 (y + 3)(y 1) = 0 A[6; -3]; B[-2; 1+.hledané průsečíky přímky s kružnicí Př. 14 Napište rovnici kružnice, která prochází body A*5; 3+, B*6; 2+ a její střed leží na přímce p: 3x 4y 3 = 0. Středem tětivy AB prochází přímka, která je kolmá na tětivu a musí procházet středem kružnice.

S AB = S AB = AB = (1; -1). Normálový vektor procházející bodem S AB q: x y + c = 0 c = -3 q: x y 3 = 0 a nyní hledáme průsečík s přímkou p, na které leží střed kružnice k: 3x 4y 3 = 0 x y 3 = 0 /(-3) - y + 6 = 0 y = 6.S *9; 6+ r = = 5 (x 9) 2 + (y 6) 2 = 25. Hledaná kružnice k Př. 15 Napište rovnici kružnice k s poloměrem r = 1 a středem S ve III. kvadrantu, jestliže se kružnice k dotýká přímek p a q: p: y x ( 1 + ) = 0 q: y + x (1 ) = 0 S [m; n] 1 = 2 = 1 = 2 = Typy řešení: +; + 2n 2 = 4 tj. n = 3.nevyhovuje -; - 4 = - 2n + 2 tj. n = - 1. Vyhovuje. m = -1 +; - 0 = -2m. - 2 tj. m = -1 -; + 0 = 2m. + 2 tj. m = -1 střed kružnice S*-1; -1 ] (x + 1) 2 + (y + 1) 2 = 1