Как найти центр окружности через уравнение окружности

Как найти координаты центр окружности??



Ученик

(176),
закрыт



7 лет назад

Video

Просветленный

(28010)


10 лет назад

Инструкция
1
Аналитически окружность задается уравнением вида (x-x0)²+(y-y0)²=R², где x0 и y0 − координаты центра окружности, R − ее радиус. Итак, центр окружности (x0;y0) здесь задан в явном виде.
2
Пример. Установите центр фигуры, заданной в декартовой системе координат уравнением (x-2)²+(y-5)²=25.
Решение. Данное уравнение является уравнением окружности. Ее центр имеет координаты (2;5). Радиус такой окружности равен 5.
3
Уравнение x²+y²=R² соответствует окружности с центром в начале координат, то есть, в точке (0;0). Уравнение (x-x0)²+y²=R² означает, что центр окружности имеет координаты (x0;0) и лежит на оси абсцисс. Вид уравнения x²+(y-y0)²=R² говорит о расположении центра с координатами (0;y0) на оси ординат.
4
Общее уравнение окружности в аналитической геометрии запишется как: x²+y²+Ax+By+C=0. Чтобы привести такое уравнение к выше обозначенному виду, надо сгруппировать члены и выделить полные квадраты: [x²+2(A/2)x+(A/2)²]+[y²+2(B/2)y+(B/2)²]+C-(A/2)²-(B/2)²=0. Для выделения полных квадратов, как можно заметить, требуется добавлять дополнительные величины: (A/2)² и (B/2)². Чтобы знак равенства сохранялся, эти же величины надо вычесть. Прибавление и вычитание одного и того же числа не меняет уравнения.
5
Таким образом, получается: [x+(A/2)]²+[y+(B/2)]²=(A/2)²+(B/2)²-C. Из этого уравнения уже видно, что x0=-A/2, y0=-B/2, R=√[(A/2)²+(B/2)²-C]. Кстати, выражение для радиуса можно упростить. Домножьте обе части равенства R=√[(A/2)²+(B/2)²-C] на 2. Тогда: 2R=√[A²+B²-4C]. Отсюда R=1/2·√[A²+B²-4C].
6
Окружность не может быть графиком функции в декартовой системе координат, так как, по определению, в функции каждому x соответствует единственное значение y, а для окружности таких «игреков» будет два. Чтобы убедиться в этом, проведите перпендикуляр к оси Ox, пересекающий окружность. Вы увидите, что точек пересечения две.
7
Но окружность можно представить как объединение двух функций: y=y0±√[R²-(x-x0)²]. Здесь x0 и y0, соответственно, представляют собой искомые координаты центра окружности. При совпадении центра окружности с началом координат объединение функций принимает вид: y=√[R²-x²].

Если окружность задана уравнением вида

    [{(x - a)^2} + {(y - b)^2} = {R^2},]

найти центр (a;b) и радиус R такой окружности несложно.

Примеры.

Определить по уравнению окружности координаты её центра и радиуса:

    [1){(x - 3)^2} + {(y - 7)^2} = 4;]

    [2){(x + 2)^2} + {(y - 5)^2} = 1;]

    [3){x^2} + {(y + 3)^2} = 9;]

    [4){(x - 6)^2} + {y^2} = 5;]

    [5){x^2} + {y^2} = 11.]

Решение:

    [1){(x - 3)^2} + {(y - 7)^2} = 4;]

a=3, b=7, R²=4.

Таким образом, центр данной окружности — точка (3;7), радиус R=2.

    [2){(x + 2)^2} + {(y - 5)^2} = 1;]

a=-2, b=5, R²=1. Окружность с центром в точке (-2;5) и радиусом 1.

    [3){x^2} + {(y + 3)^2} = 9;]

a=0, b=-3, R²=9.

Центр окружности — (0;-3), радиус R=3.

    [4){(x - 6)^2} + {y^2} = 5;]

a=6, b=0, R²=5.

Центр — в точке (6;0), радиус R=√5.

    [5){x^2} + {y^2} = 11.]

Это уравнение задаёт окружность с центром в начале координат. Центр — O(0;0), радиус R=√11.

Чтобы найти центр и радиус окружности, заданной уравнением вида

    [{x^2} + {y^2} - 2ax - 2by + c = 0,]

нужно дополнить его до полных квадратов, чтобы привести к привычному виду.

Для этого сначала сгруппируем слагаемые

    [({x^2} - 2ax) + ({y^2} - 2by) + c = 0,]

затем прибавим и вычтем квадрат второго слагаемого из формулы квадрата разности (2ax- удвоенное произведение первого слагаемого на второе. Первое — x, второе — a)

    [({x^2} - 2ax + {a^2}) - {a^2} + ({y^2} - 2by + {b^2}) - {b^2} + c = 0.]

Отсюда

    [{(x - a)^2} + {(y - b)^2} + c - {a^2} - {b^2} = 0,]

    [{(x - a)^2} + {(y - b)^2} = {a^2} + {b^2} - c.]

При a²+b²-c>0 это уравнение задаёт окружность с радиусом

    [R = sqrt {{a^2} + {b^2} - c} .]

При a²+b²-c=0 уравнению удовлетворяют координаты единственной точки (a;b).

При a²+b²-c<0 нет ни одной точки, удовлетворяющей этому уравнению.

Примеры.

Найти координаты центра и радиус окружности:

    [1){x^2} + {y^2} + 10x - 6y - 15 = 0;]

    [2){x^2} + {y^2} - 5x + 4 = 0;]

    [3)3{x^2} + 3{y^2} - 4x - 9y + 4 = 0.]

Решение:

    [1){x^2} + {y^2} + 10x - 6y - 15 = 0]

Группируем слагаемые

    [({x^2} + 10x) + ({y^2} - 6y) - 15 = 0]

Выделяем в уравнении полные квадраты. В первых скобках удвоенное слагаемое 10x представляем как 10x=2·a·5 (чтобы получить 2ab для формулы a²+2ab+b²=(a+b)²). Получается, что b=5. Если прибавить и вычесть b², результат не изменится:

    [{x^2} + 10x = ({x^2} + 2 cdot x cdot 5 + {5^2}) - {5^2}.]

Аналогично

    [{y^2} - 6y = ({y^2} - 2 cdot y cdot 3 + {3^2}) - {3^2}.]

Таким образом,

    [({x^2} + 2 cdot x cdot 5 + {5^2}) - {5^2} + ({y^2} - 2 cdot y cdot 3 + {3^2}) - {3^2} - 15 = 0]

    [{(x + 5)^2} + {(y - 3)^2} - 25 - 9 - 15 = 0]

    [{(x + 5)^2} + {(y - 3)^2} = 49]

Центром этой окружности является точка (-5;3), радиус R=7.

    [2){x^2} + {y^2} - 5x + 4 = 0]

    [({x^2} - 5x) + {y^2} + 4 = 0]

    [({x^2} - 2 cdot x cdot 2,5 + {2,5^2}) - {2,5^2} + {y^2} + 4 = 0]

    [{(x - 2,5)^2} + {y^2} + 4 - 6,25 = 0]

    [{(x - 2,5)^2} + {y^2} = 2,25]

Центр окружности — точка (2,5;0), радиус R=1,5.

    [3)3{x^2} + 3{y^2} - 4x - 9y + 4 = 0]

Разделим обе части уравнения на 3:

    [{x^2} + {y^2} - frac{4}{3}x - 3y + frac{4}{3} = 0]

Далее — аналогично

    [({x^2} - frac{4}{3}x) + ({y^2} - 3y) + frac{4}{3} = 0]

    [({x^2} - 2 cdot x cdot frac{2}{3} + {(frac{2}{3})^2}) - {(frac{2}{3})^2} + ({y^2} - 2 cdot y cdot frac{3}{2} + {(frac{3}{2})^2}) - ]

    [ - {(frac{3}{2})^2} + frac{4}{3} = 0]

    [{(x - frac{2}{3})^2} + {(y - frac{3}{2})^2} - frac{{{4^{backslash 4}}}}{9} - frac{{{9^{backslash 9}}}}{4} + frac{{{4^{backslash 12}}}}{3} = 0]

    [{(x - frac{2}{3})^2} + {(y - frac{3}{2})^2} = frac{{49}}{{36}}]

Центр этой окружности лежит в точке

    [(frac{2}{3};frac{3}{2}),R = frac{7}{6}.]

PLANETCALC, Нахождение центра и радиуса окружности по общему уравнению окружности

Нахождение центра и радиуса окружности по общему уравнению окружности

Коэффициенты a, b, c, d, e уравнения

Введите коэффициенты a, b, c, d, e в указанном порядке ax² + by² + cx + dy + e = 0

Точность вычисления

Знаков после запятой: 2

Уравнение после выделения полного квадрата

Уравнение НЕ является общим уравнением окружности

Приведение общего уравнения окружности к стандартному виду

Калькулятор выше можно применять для решения задач на уравнение окружности. Чаще всего вы имеете дело с уравнением окружности, выраженном в так называемом стандартном виде
(x-a)^2+(y-b)^2=R^2
Из этого уравнения достаточно легко найти центр окружности – это будет точка с координатами (a,b), и радиус окружности – это будет квадратный корень из правой части уравнения.

Однако, если возвести в квадрат выражения в скобках и перенести правую часть налево, то уравнение станет выглядеть примерно так:
x^2+y^2+cx+dy+e=0
Это – уравнение окружности в общем виде. Здесь радиус и центр окружности уже не выделены явно, и в задачах обычно просят их найти именно по общему виду уравнения окружности.

Способ решения такого рода задач следующий:

  1. Перегруппируем слагаемые уравнения
    (x^2+cx) + (y^2+dy)+e=0

  2. Для каждой скобки применим метод выделения полного квадрата (подробнее смотри тут – Метод выделения полного квадрата), то есть заменим выражение вида ax^2+bx+c на выражение вида a(x-h)^2+k. С учетом того, что коэффициенты при квадратах равны единице, а свободный член можно принять за ноль, формула для вычисления h и k упрощаются.

Для x^2+cx:
h_x=-frac{c}{2}\k_x=-frac{c^2}{4}

Для y^2+dy:
h_y=-frac{d}{2}\k_y=-frac{d^2}{4}

Тогда
(x^2+cx) + (y^2+dy)+e=0 \ to (x-h_x)^2+k_x + (y-h_y)^2+k_y + e=0 \ to (x-h_x)^2 + (y-h_y)^2=-e - k_x - k_y

Как видим, выражение в конце это уравнение окружности в стандартном виде, из которого уже легко получить и координаты центра окружности и ее радиус. Если же справа получилось отрицательное число – значит заданное вначале уравнение не является уравнением окружности (бывают задачи и на такую проверку). Калькулятор тоже проверяет это условие.

Для решения обратной задачи – нахождения общего уравнения окружности по координатам центра и радиусу – можно использовать калькулятор Уравнение окружности по заданному центру и радиусу в различных формах

Содержание:

Окружность:

Определение: Кривой второго порядка называется линия, описываемая уравнением Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Замечание: Если коэффициенты Окружность - определение и вычисление с примерами решения

При определенных значениях параметров, входящих в это уравнение, оно дает канонические у равнения окружности, эллипса (не путать с овалом), гиперболы и параболы. Рассмотрим эти кривые второго порядка в указанной последовательности.

Определение: Окружностью называется геометрическое место точек равноудаленных от выделенной точки Окружность - определение и вычисление с примерами решения называемой центром окружности, на расстояние R, которое называется радиусом окружности.

Получим уравнение окружности (Рис. 27). Пусть точка М(х;у) лежит на окружности:

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Рис. 27. Вывод уравнения окружности.

Из рисунка видно, что по теореме Пифагора Окружность - определение и вычисление с примерами решения которое определяет уравнение окружности (Рис. 28): Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Рис. 28. Окружность. Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Если Окружность - определение и вычисление с примерами решения то уравнение принимает вид Окружность - определение и вычисление с примерами решения который называется каноническим уравнением окружности.

Пример:

Составить уравнение окружности, центр которой совпадает с точкой М (2; 1), прямая линия Окружность - определение и вычисление с примерами решения является касательной к окружности.

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Решение:

Радиус окружности равен расстоянию от центра окружности точки М (2; 1) до прямой l, т.е.

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

В уравнении окружности Окружность - определение и вычисление с примерами решения таким образом оно имеет вид: Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Пример:

Составить уравнение окружности, касающейся двух параллельных прямых Окружность - определение и вычисление с примерами решения причем одной из них в т. А (1; 2).

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Решение:

Прежде всего определим, на какой из прямых Окружность - определение и вычисление с примерами решения или Окружность - определение и вычисление с примерами решениялежит точка A(1; 2). Для этого подставим ее координаты в уравнения прямых Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Окружность - определение и вычисление с примерами решения следовательно, точка A(1; 2) принадлежит линии Окружность - определение и вычисление с примерами решения(в сокращенной форме это предложение пишут так: Окружность - определение и вычисление с примерами решения где значок Окружность - определение и вычисление с примерами решения означает “принадлежит”. Таким образом, диаметр окружности D равен расстоянию от точки A(1; 2) до прямой Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

а радиус окружности Окружность - определение и вычисление с примерами решения Найдём координаты центра окружности точки Окружность - определение и вычисление с примерами решения которая делит отрезок АВ пополам. Вначале составим уравнение прямой (АВ) и вычислим координаты точки Окружность - определение и вычисление с примерами решения перейдем от общего уравнения прямой Окружность - определение и вычисление с примерами решения к уравнению прямой с угловым коэффициентом Окружность - определение и вычисление с примерами решения Так как прямаяОкружность - определение и вычисление с примерами решениято её угловой коэффициент Окружность - определение и вычисление с примерами решения Прямая (АВ) проходит через известную точку A(1;2), следовательно, Окружность - определение и вычисление с примерами решения Отсюда находим Окружность - определение и вычисление с примерами решения Таким образом,уравнение прямой (АВ):Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Найдем координаты точки B, которая является пересечением прямых Окружность - определение и вычисление с примерами решения и (АВ), т.е. решим систему линейных алгебраических уравнений, составленную из уравнений прямых Окружность - определение и вычисление с примерами решения и (АВ): (В): Окружность - определение и вычисление с примерами решения Подставим выражение для переменной у из второго у равнения в первое, получим Окружность - определение и вычисление с примерами решения Подставив это значение во второе уравнение системы, найдем Окружность - определение и вычисление с примерами решения т.е. Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Для вычисления координат точки О применим формулы деления отрезка пополам (О): Окружность - определение и вычисление с примерами решения в этой формуле Окружность - определение и вычисление с примерами решения (координаты точки О), Окружность - определение и вычисление с примерами решения (координаты точки А), Окружность - определение и вычисление с примерами решения (координаты точки В), следовательно, Окружность - определение и вычисление с примерами решения т.е. координаты точки О Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Таким образом, уравнение искомой окружности имеет вид: Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Окружность в высшей математике

Рассмотрим уравнение

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

которое получается из уравнения (I), если положить Окружность - определение и вычисление с примерами решения, Окружность - определение и вычисление с примерами решения.

Если в формулу, выражающую расстояние между двумя точками, подставить Окружность - определение и вычисление с примерами решения, Окружность - определение и вычисление с примерами решения, то получим Окружность - определение и вычисление с примерами решения Из уравнения (1) находим, что Окружность - определение и вычисление с примерами решения, т. е. Окружность - определение и вычисление с примерами решения. Это значит, что все точки Окружность - определение и вычисление с примерами решения, координаты которых удовлетворяют уравнению (1), находятся на расстоянии Окружность - определение и вычисление с примерами решения от начала координат. Следовательно, геометрическое место точек, координаты которых удовлетворяют уравнению (1), есть окружность радиуса Окружность - определение и вычисление с примерами решения с центром в начале координат. Аналогично получаем, что уравнение Окружность - определение и вычисление с примерами решенияОкружность - определение и вычисление с примерами решения определяет окружность радиуса Окружность - определение и вычисление с примерами решения с центром в точке Окружность - определение и вычисление с примерами решения.

Пример:

Найдем уравнение окружности с центром в точке Окружность - определение и вычисление с примерами решения и радиусом, равным 10.

Решение:

ПолагаяОкружность - определение и вычисление с примерами решения, Окружность - определение и вычисление с примерами решения получим Окружность - определение и вычисление с примерами решения.

Разрешим это уравнение относительно Окружность - определение и вычисление с примерами решения, будем иметь

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

и

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Первое из этих уравнений есть уравнение верхней половины окружности, второе—нижней.

Центральный угол. Градусная мера дуги

Дуга окружности. Если отметить на окружности точки Окружность - определение и вычисление с примерами решения и Окружность - определение и вычисление с примерами решения, то окружность разделится на две дуги: большую дугу (мажорная дуга) и меньшую дугу (минорная дуга). Если точка Окружность - определение и вычисление с примерами решения является какой-либо точкой дуги Окружность - определение и вычисление с примерами решения, то Окружность - определение и вычисление с примерами решения. Если точки Окружность - определение и вычисление с примерами решения и Окружность - определение и вычисление с примерами решения являются концами диаметра, го каждая дуга является полуокружностью.

Окружность - определение и вычисление с примерами решенияОкружность - определение и вычисление с примерами решения

Центральный угол. Угол, вершина которого находится в центре окружности, называется центральным углом. Дугу окружности можно измерять в градусах. Градусная мера дуги равна градусной мере соответствующего центрального угла: Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Сумма всех центральных углов окружности, не имеющих общую внутреннюю точку, равна Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Дуги окружности и их величины

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Пример: Окружность - определение и вычисление с примерами решения минорная дуга: Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Окружность - определение и вычисление с примерами решения мажорная дуга: Окружность - определение и вычисление с примерами решения Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Конгруэнтные дуги

В окружности конгруэнтным центральным углам соответствуют конгруэнтные дуги и наоборот.

Если Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Если Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Длина дуги

Какую часть составляет центральный угол от всей окружности, такую же часть длина дуги составляет от длины всей окружности.

Длина дуги в Окружность - определение и вычисление с примерами решения равна Окружность - определение и вычисление с примерами решения части длины окружности.

Длина дуги, соответствующей центральному углу с градусной мерой Окружность - определение и вычисление с примерами решения, составляет Окружность - определение и вычисление с примерами решения части длины окружности: Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Длина дуги выражается единицами измерения длины (мм, см, м, и т.д.)

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Пример №1

Длина окружности равна 72 см. Найдите длину дуги, соответствующей центральному углу Окружность - определение и вычисление с примерами решения.

Решение:

Так как центральный угол Окружность - определение и вычисление с примерами решения составляет Окружность - определение и вычисление с примерами решения часть полного угла, то длина искомой дуги: Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Пример №2

Найдите длину дуги, соответствующей центральному углу Окружность - определение и вычисление с примерами решения в окружности радиусом 15 см.

Решение: подставляя значения Окружность - определение и вычисление с примерами решения в формулу длины дуги находим: Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Окружность и хорда

Теорема о конгруэнтных хордах

Теорема 1. Хорды, стягивающие конгруэнтные дуги окружности, конгруэнтны.

Обратная теорема 1. Дуги, стягиваемые конгруэнтными хордами окружности, конгруэнтны.

1)Если Окружность - определение и вычисление с примерами решения, то Окружность - определение и вычисление с примерами решения

2)Если Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Доказательство теоремы 1:

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Теорема о серединном перпендикуляре хорд

Теорема 2.

Диаметр, перпендикулярный хорде, делит хорду и соответствующую дугу пополам.

Если Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Доказательство теоремы 2.

Дано: Окружность - определение и вычисление с примерами решения– центральный угол, Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Докажите: Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Начертите радиусы Окружность - определение и вычисление с примерами решения и Окружность - определение и вычисление с примерами решения окружности.

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Следствие 1. Прямая, проходящая через центр окружности и перпендикулярная хорде, делит хорду и ее дугу пополам.

Следствие 2. Центр окружности расположен на серединном перпендикуляре хорды. Серединный перпендикуляр хорды проходит через центр окружности.

Пример: Найдите расстояние от центра до хорды длиной 30 единиц в окружности радиусом 17 единиц. Если Окружность - определение и вычисление с примерами решения, то Окружность - определение и вычисление с примерами решения. Из Окружность - определение и вычисление с примерами решения по теореме Пифагора имеем: Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Теорема о хордах, находящихся на одинаковом расстоянии от центра окружности

Теорема 3.

Конгруэнтные хорды окружности находятся на одинаковом расстоянии от центра окружности.

Если Окружность - определение и вычисление с примерами решения, то Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Обратная теорема 3. Хорды, находящиеся на одинаковом расстоянии от центра окружности, конгруэнтны.

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Доказательство теоремы 3

Дано: Окружность с центром Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Докажите: Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Доказательство (текстовое): Прямая, проходящая через центр окружности и перпендикулярная хорде, делит хорду и стягивающую ее дугу пополам. Окружность - определение и вычисление с примерами решения и Окружность - определение и вычисление с примерами решения – серединные перпендикуляры конгруэнтных хорд Окружность - определение и вычисление с примерами решения и Окружность - определение и вычисление с примерами решения. Окружность - определение и вычисление с примерами решения, так как они являются половиной конгруэнтных хорд. Начертим радиусы окружности Окружность - определение и вычисление с примерами решения и Окружность - определение и вычисление с примерами решения: Окружность - определение и вычисление с примерами решения. Прямоугольные треугольники, Окружность - определение и вычисление с примерами решения и Окружность - определение и вычисление с примерами решения конгруэнтны (по катету и гипотенузе). Так как Окружность - определение и вычисление с примерами решения и Окружность - определение и вычисление с примерами решения являются соответствующими сторонами данных треугольников, то они конгруэнтны: Окружность - определение и вычисление с примерами решения. Теорема доказана.

Задача. Хорды Окружность - определение и вычисление с примерами решения и Окружность - определение и вычисление с примерами решения находятся на одинаковом расстоянии от центра окружности. Окружность - определение и вычисление с примерами решения. Если радиус окружности равен 41 единице, то найдите Окружность - определение и вычисление с примерами решения.

Решение: Так как хорды Окружность - определение и вычисление с примерами решения и Окружность - определение и вычисление с примерами решения находятся на одинаковом расстоянии от центра, то они конгруэнтны: Окружность - определение и вычисление с примерами решения Окружность - определение и вычисление с примерами решения Соединим точки Окружность - определение и вычисление с примерами решения и Окружность - определение и вычисление с примерами решения с точкой Окружность - определение и вычисление с примерами решения В прямоугольном треугольнике Окружность - определение и вычисление с примерами решенияОкружность - определение и вычисление с примерами решения; Окружность - определение и вычисление с примерами решения; Окружность - определение и вычисление с примерами решения; Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Так как Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Угол, вписанный в окружность

Угол, вершина которого лежит на окружности, а стороны пересекают окружность, называется углом вписанным в окружность. Дуга, соответствующая углу, вписанному в окружность, называется дугой, на которую опирается этот угол.

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Окружность - определение и вычисление с примерами решения является углом вписанным в окружность с центром Окружность - определение и вычисление с примерами решения, а Окружность - определение и вычисление с примерами решения дуга, на которую опирается этот угол. Ниже показаны три разных угла, вписанных в окружность.

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Угол, вписанный в окружность:

Теорема 1. Градусная мера угла, вписанного в окружность, равна половине градусной меры дуги, на которую он опирается. Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Доказательство (текстовое): Окружность - определение и вычисление с примерами решения и Окружность - определение и вычисление с примерами решения радиусы окружности и Окружность - определение и вычисление с примерами решения равнобедренный треугольник. Значит, Окружность - определение и вычисление с примерами решения Так как Окружность - определение и вычисление с примерами решения является внешним углом Окружность - определение и вычисление с примерами решения, Окружность - определение и вычисление с примерами решения Если примем, что Окружность - определение и вычисление с примерами решения, то Окружность - определение и вычисление с примерами решения Так как градусные меры центрального угла и опирающейся на него дуги равны, то Окружность - определение и вычисление с примерами решения Следовательно, Окружность - определение и вычисление с примерами решения.

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Следствие 1. Угол, вписанный в окружность, равен половине соответствующего центрального угла.

Следствие 2. Угол, вписанный в окружность и опирающийся на диаметр (полуокружность), является прямым углом.

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Конгруэнтные углы, вписанные в окружность

Следствие 3. Вписанные углы, опирающиеся на одну и ту же дугу, конгруэнтны. Окружность - определение и вычисление с примерами решения, Окружность - определение и вычисление с примерами решения.

Следствие 4. Вписанные углы, опирающиеся на конгруэнтные дуги, конгруэнтны. Если Окружность - определение и вычисление с примерами решения, то Окружность - определение и вычисление с примерами решения.

Окружность - определение и вычисление с примерами решенияОкружность - определение и вычисление с примерами решения

Касательная к окружности

Касательная. Признак касательной

Прямая, имеющая одну общую точку с окружностью, называется касательной. Теорема 1. Касательная к окружности перпендикулярна к радиусу, проведенному в точку касания.

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Прямая Окружность - определение и вычисление с примерами решения является касательной к окружности. Значит, Окружность - определение и вычисление с примерами решения Обратная теорема (признак касательной): Прямая, проходящая через точку окружности и перпендикулярная радиусу, проведенному в эту точку, является касательной окружности.

Прямая, касающаяся обеих окружностей, называется общей касательной этих окружностей. Окружности, касаясь друг друга изнутри или извне, могут иметь общую касательную в одной точке. Также окружности могут касаться одной касательной в разных точках.

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Две окружности могут иметь несколько общих касательных или вообще не иметь общих касательных.

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Доказательство теоремы 1. Если прямая Окружность - определение и вычисление с примерами решения – касательная к окружности, значит, она имеет единственную общую точку с окружностью. Допустим, что прямая Окружность - определение и вычисление с примерами решения не перпендикулярна радиусу Окружность - определение и вычисление с примерами решения Проведем Окружность - определение и вычисление с примерами решения и на прямой Окружность - определение и вычисление с примерами решения выделим отрезок Окружность - определение и вычисление с примерами решения Тогда Окружность - определение и вычисление с примерами решения так как Окружность - определение и вычисление с примерами решения Значит, точка Окружность - определение и вычисление с примерами решения также находится на окружности. То есть прямая Окружность - определение и вычисление с примерами решения имеет с окружностью две общие точки, что противоречит условию. Значит, Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Свойства касательных, проведенных к окружности из одной точки

Теорема 2. Отрезки касательных к окружности, проведенных из одной точки, конгруэнтны, и центр окружности находится на биссектрисе угла, образованного касательными.

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Окружность - определение и вычисление с примерами решения и Окружность - определение и вычисление с примерами решения касательные, проведенные из точки Окружность - определение и вычисление с примерами решения к окружности с центром Окружность - определение и вычисление с примерами решения Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Углы, образованные секущими и касательными

Прямая, имеющая две общие точки с окружностью, называется секущей окружности.

Углы между двумя секущими

Вершина угла находится внутри окружности

Теорема. Если вершина угла, образованного двумя секущими, находится внутри окружности, то градусная мера угла равна полусумме величин дуг на которые опирается этот угол и угол вертикальный данному. Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Окружность - определение и вычисление с примерами решенияОкружность - определение и вычисление с примерами решения

Углы между касательной и секущей

Вершина угла находится на окружности

Теорема. Если вершина угла, образованного касательной и секущей, находится на окружности, то градусная мера угла равна половине градусной меры дуги, на которую он опирается.

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Углы, образованные касательной и секущей

Вершина угла находится вне окружности

Теорема 1.

Градусная мера угла, образованного секущей и касательной, двумя касательными, двумя секущими окружности (если вершина угла находится вне окружности), равна половине разности градусных мер дуг, находящихся между сторонами угла.

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Отрезки секущих и касательных

Длина отрезков, секущих окружность

Теорема 1. При пересечении двух хорд, произведение отрезков одной хорды, полученных точкой пересечения, равно произведению отрезков второй хорды.

Окружность - определение и вычисление с примерами решения Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Теорема 2. Если из точки Окружность - определение и вычисление с примерами решения провести две прямые, пересекающие окружность соответственно в точках Окружность - определение и вычисление с примерами решения и Окружность - определение и вычисление с примерами решения, Окружность - определение и вычисление с примерами решения и Окружность - определение и вычисление с примерами решения то верно равенство Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Теорема 3. Если из точки Окружность - определение и вычисление с примерами решения проведены прямая, которая пересекает окружность в точках Окружность - определение и вычисление с примерами решения и Окружность - определение и вычисление с примерами решения и касательная к окружности в точке Окружность - определение и вычисление с примерами решения то верно равенство: Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Уравнение окружности

Используя формулу расстояния между двумя точками, можно написать уравнение окружности с радиусом Окружность - определение и вычисление с примерами решения и с центром в начале координат. Расстояние между центром окружности Окружность - определение и вычисление с примерами решения и ее любой точкой Окружность - определение и вычисление с примерами решения равно радиусу Окружность - определение и вычисление с примерами решения окружности.

Окружность - определение и вычисление с примерами решения Расстояние между двумя точками

Окружность - определение и вычисление с примерами решения Упрощение

Окружность - определение и вычисление с примерами решения Возведение обеих частей в квадрат

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Уравнение окружности с центром в начале координат и радиусом Окружность - определение и вычисление с примерами решения: Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Например, уравнение окружности с центром в начале координат Окружность - определение и вычисление с примерами решения и радиусом 2 имеет вид: Окружность - определение и вычисление с примерами решения

По формуле расстояния между центром окружности Окружность - определение и вычисление с примерами решения и точки Окружность - определение и вычисление с примерами решения на окружности радиуса Окружность - определение и вычисление с примерами решения имеем Окружность - определение и вычисление с примерами решенияВозведя в квадрат обе части, получаем уравнение окружности с центром в точке Окружность - определение и вычисление с примерами решения и радиусом Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Например, уравнение окружности с центром в точке Окружность - определение и вычисление с примерами решения и радиусом 4 имеет вид: Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Пример №3

Постройте на координатной плоскости окружность, заданную уравнением Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Решение: Напишем уравнение в виде Окружность - определение и вычисление с примерами решения Как видно, Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Отметим 4 точки, находящиеся на расстоянии 5 единиц от начала координат. Например, Окружность - определение и вычисление с примерами решенияОкружность - определение и вычисление с примерами решения Проведем окружность через эти точки.

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Пример №4

Точка Окружность - определение и вычисление с примерами решения находится на окружности, центром которой является начало координат. Напишите уравнение этой окружности.

Решение: Записав координаты точки Окружность - определение и вычисление с примерами решения в уравнении Окружность - определение и вычисление с примерами решения, получим: Окружность - определение и вычисление с примерами решения Уравнение этой окружности: Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Пример №5

Найдем центр и радиус окружности, заданной уравнением Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Решение: Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Центр окружности точка Окружность - определение и вычисление с примерами решения Радиус Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Пример №6

Мобильные телефоны работают с помощью передачи сигналов посредством спутников из одной передающей станции в другую. Компания мобильного оператора старается расположить передающую станцию так, чтобы обслуживать больше пользователей. Представим, что три больших города находятся в точках Окружность - определение и вычисление с примерами решения На координатной плоскости 1 единица равна расстоянию в 100 км. Передающая станция должна быть расположена в точке, находящейся на одинаковом расстоянии от этих городов. Напишите координаты этой точки и уравнение соответствующей окружности.

Решение: Сначала соединим эти точки и найдем точку пересечения серединных перпендикуляров сторон полученного треугольника. Эта точка Окружность - определение и вычисление с примерами решения Эта точка, являясь центром окружности, показывает месторасположение станции. Расстояние между центром и любой из заданных точек является радиусом окружности, Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Уравнение окружности: Окружность - определение и вычисление с примерами решенияОкружность - определение и вычисление с примерами решения

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Заметка. Определив линейные уравнения, соответствующие серединным перпендикулярам, можно найти координаты центра окружности решением системы уравнений.

Координаты точек, находящихся на окружности, и тригонометрические отношения

Если точка Окружность - определение и вычисление с примерами решения при повороте радиуса Окружность - определение и вычисление с примерами решения вокруг точки Окружность - определение и вычисление с примерами решения против движения часовой стрелки на угол Окружность - определение и вычисление с примерами решения преобразуется в точку Окружность - определение и вычисление с примерами решения то Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Для координат точки Окружность - определение и вычисление с примерами решения соответствующей углу поворота Окружность - определение и вычисление с примерами решения на окружности, верны формулы Окружность - определение и вычисление с примерами решения В этих формулах Окружность - определение и вычисление с примерами решения – угол, отсчитываемый от положительной оси Окружность - определение и вычисление с примерами решенияпротив движения часовой стрелки. Если точка Окружность - определение и вычисление с примерами решения не находится на оси ординат, то Окружность - определение и вычисление с примерами решения.

Синусы смежных углов равны, а косинусы взаимно противоположны.

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Из этих формул при Окружность - определение и вычисление с примерами решения почленным делением получаем:

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

С помощью формул, приведенных выше, вычисление синуса, косинуса, тангенса для тупого угла можно свести к вычислению синуса, косинуса, тангенса острого угла, соответственно.

Сектор и сегмент

Сектор часть круга, ограниченная центральным углом, образованным двумя радиусами и соответствующей этому углу дугой. Площадь сектора, соответствующего центральному углу, составляет ту часть площади круга, которую составляет центральный угол от полного угла.

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Например, часть круга, соответствующая центральному углу Окружность - определение и вычисление с примерами решения, составляет Окружность - определение и вычисление с примерами решения часть всего круга. Так как площадь круга Окружность - определение и вычисление с примерами решения, то площадь этого сектора будет Окружность - определение и вычисление с примерами решения Сегмент часть круга, ограниченная хордой и соответствующей дугой.

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Площадь сектора

Площадь сектора: Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Площадь сегмента: Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Указание: При нахождении площади сегмента, соответствующего большей дуге, к площади соответствующего сектора прибавляется площадь Окружность - определение и вычисление с примерами решения

Окружность - определение и вычисление с примерами решения

  • Эллипс
  • Гипербола
  • Парабола
  • Многогранник
  • Сфера в геометрии
  • Шар в геометрии
  • Правильные многогранники в геометрии
  • Многогранники


Download Article


Download Article

Finding the center of a circle can help you perform basic geometric tasks like finding the circumference or area. There are several ways to find the center point! You can draw crossed lines, you can draw overlapping circles, or you can use a straightedge and ruler.

Things You Should Know

  • Measure out and draw a set of crossed lines inside of a circle to pinpoint the center.
  • Sketch two separate sets of overlapping circles to identify the exact center point.
  • Draw a square snugly around the circle. Sketch an “X” between all 4 corners of the square to find the circle’s center.
  1. Image titled Find the Center of a Circle Step 1

    1

    Draw a circle. Use a compass, or trace any circular object. The size of the circle does not matter. If you’re finding the center of an existing circle, then you don’t need to draw a new circle.

    • A geometry compass is a tool specifically designed to draw and measure circles. Buy one in a school or office supply store![1]
  2. Image titled Find the Center of a Circle Step 2

    2

    Sketch a chord between two points. A chord is a straight line segment that links any two points along the edge of a curve.[2]
    Name the chord AB.

    • Consider using a pencil to sketch your lines. This way, you can erase the marks once you’ve found the center. Draw with a light touch so that it’ll be easier to erase.

    Advertisement

  3. Image titled Find the Center of a Circle Step 3

    3

    Draw a second chord. This line should be parallel and equal in length to the first chord that you drew. Name this new chord CD.[3]

  4. Image titled Find the Center of a Circle Step 4

    4

    Make another line between A and C. This third chord (AC) should stretch through the center of the circle – but you will need to draw one more line to find the exact center point.

  5. Image titled Find the Center of a Circle Step 5

    5

    Join B and D. Draw one final chord (BD) across the circle between Point B and Point D. This new line should cross over the third chord (AC) that you drew.

  6. Image titled Find the Center of a Circle Step 6

    6

    Find the center. If you have drawn straight and accurate lines, then the center of the circle lies at the intersection of the crossed lines AC and BD.[4]
    Mark the center point with a pen or pencil. If you only want the center point marked, then erase the four chords that you drew.

  7. Advertisement

  1. Image titled Find the Center of a Circle Step 7

    1

    Draw a chord between two points. Use a ruler or straightedge to draw a straight line inside the circle, from one edge to another. The points that you use don’t matter. Label the two points A and B.

  2. Image titled Find the Center of a Circle Step 8

    2

    Use a compass to draw two overlapping circles. The circles should be the exact same size. Make A the center of one circle, and B the center of the other. Space the two circles so that they overlap like a Venn diagram.

    • Draw these circles in pencil, not pen. The process will be simpler if you are able to erase these circles later on.
  3. Image titled Find the Center of a Circle Step 9

    3

    Draw a vertical line through the two points at which the circles intersect. There will be a point at the top and a point at the bottom of the “Venn diagram” space created between the overlap of the circles. Use a ruler to make sure that the line protrudes straight through these points. Finally, label the two points (C and D) at which this new line crosses the rim of the original circle. This line marks the diameter of the original circle.

  4. Image titled Find the Center of a Circle Step 10

    4

    Erase the two overlapping circles. This should clear up your work space for the next step of the process. Now, you should have a circle with two perpendicular lines running through it. Do not erase the center points (A and B) of these circles! You will be drawing two new circles.

  5. Image titled Find the Center of a Circle Step 11

    5

    Sketch two new circles. Use your compass to draw two equal circles: one with the point C at its center, and one with the point D. These circles, too, should overlap like a Venn diagram. Remember: C and D are the points at which the vertical line intersects the main circle.

  6. Image titled Find the Center of a Circle Step 12

    6

    Draw a line through the points at which these new circles intersect. This straight, horizontal line should cut through the overlap space of the two new circles. This line is the second diameter of your original circle, and it should be exactly perpendicular to the first diameter line.

  7. Image titled Find the Center of a Circle Step 13

    7

    Find the center. The intersection point of the two straight diameter lines is the exact center of the circle! Mark this center point for reference. If you want to clean up the page, feel free to erase the diameter lines and the non-original circles.

  8. Advertisement

  1. Image titled Find the Center of a Circle Step 14

    1

    Draw two straight, intersecting tangent lines onto the circle. The lines can be completely random. However, the process will be easier if you make them roughly square or rectangular.[5]

  2. Image titled Find the Center of a Circle Step 15

    2

    Translate both of the lines to the other side of the circle. You will end up with four tangent lines forming a parallelogram or a rough rectangle.

  3. Image titled Find the Center of a Circle Step 16

    3

    Draw the diagonals of the parallelogram. The point where these diagonal lines intersect is the circle’s center.

  4. Image titled Find the Center of a Circle Step 17

    4

    Check the accuracy of the center with a compass. The center should be on target as long as you didn’t slip while translating the lines or when drawing the diagonals. Feel free to erase the parallelogram and diagonal lines.

  5. Advertisement

Practice Problems and Answers

Add New Question

  • Question

    How do you find the center of a circle if you’re only given the equation?

    David Jia

    David Jia is an Academic Tutor and the Founder of LA Math Tutoring, a private tutoring company based in Los Angeles, California. With over 10 years of teaching experience, David works with students of all ages and grades in various subjects, as well as college admissions counseling and test preparation for the SAT, ACT, ISEE, and more. After attaining a perfect 800 math score and a 690 English score on the SAT, David was awarded the Dickinson Scholarship from the University of Miami, where he graduated with a Bachelor’s degree in Business Administration. Additionally, David has worked as an instructor for online videos for textbook companies such as Larson Texts, Big Ideas Learning, and Big Ideas Math.

    David Jia

    Academic Tutor

    Expert Answer

  • Question

    How do you find the center of the circle if you’re only given the endpoints of the diameter?

    David Jia

    David Jia is an Academic Tutor and the Founder of LA Math Tutoring, a private tutoring company based in Los Angeles, California. With over 10 years of teaching experience, David works with students of all ages and grades in various subjects, as well as college admissions counseling and test preparation for the SAT, ACT, ISEE, and more. After attaining a perfect 800 math score and a 690 English score on the SAT, David was awarded the Dickinson Scholarship from the University of Miami, where he graduated with a Bachelor’s degree in Business Administration. Additionally, David has worked as an instructor for online videos for textbook companies such as Larson Texts, Big Ideas Learning, and Big Ideas Math.

    David Jia

    Academic Tutor

    Expert Answer

  • Question

    In the first method, what do I do if the chords are of different lengths?

    Community Answer

    It’s not easy to construct parallel chords of equal length. In practice, it would be a process of trial and error until you get the chords you need. But the real goal here is to find the center of a circle, and here’s a way to do it without worrying about equal and parallel chords: (1) draw any two or more chords; (2) perpendicularly bisect each chord (using either a compass or a ruler and right triangle; (3) the perpendicular bisectors will intersect at the circle’s center.

See more answers

Ask a Question

200 characters left

Include your email address to get a message when this question is answered.

Submit

Advertisement

  • You can also find the center of a circle by mathematically “completing the square.”[6]
    This is useful if you are given a circle equation, but you aren’t working with a physical circle.

  • Try using graph paper instead of blank or ruled paper. It might help to have the perpendicular lines and boxes for guidance.

  • If you have right angled square, place the corner anywhere along the circumference. Draw the 2 lines that intersect the circumference. Draw a line between those 2 points. Repeat on any other point on the circle. Where the lines intersect is the centrepoint.

Advertisement

  • A straightedge is not the same as a ruler. A straightedge can be any straight and even surface, but a ruler shows measurements. You can turn a straightedge into a functional ruler by marking it with inch or centimeter increments.

  • In order to find the true center of a circle, you must use a geometric compass and a straightedge.

Advertisement

Things You’ll Need

  • Pencil
  • Paper
  • Straightedge
  • Geometric compass
  • Grid paper

References

About This Article

Article SummaryX

To find the center of a circle, start by drawing a straight line between 2 points on the circle. Don’t worry about trying to draw the straight line so it’s in the center — anywhere on the circle will do. Then, draw a second straight line that’s parallel to the first line on the opposite side of the circle. Next, draw a diagonal line from the first end of the first line to the opposite end of the second line. Repeat with the other two ends so that you’ve drawn an “X.” The point where the lines intersect is the center of the circle! If you want to learn how to draw overlapping circles to find the center, keep reading the article!

Did this summary help you?

Thanks to all authors for creating a page that has been read 751,068 times.

Reader Success Stories

  • Robert

    “I had a circular piece of wood that was a circular tabletop that I wanted to use for something else. I needed to…” more

Did this article help you?

Добавить комментарий