מעגל במערכת צירים - מבגרות מתמטיקה 4 יחדות לימוד - חורף 2024

שאלה 

מעגל שמרכזו M משיק לציר ה־ x בנקודה A . הנקודה O היא ראשית הצירים.

המעגל חותך את ציר ה־ y בנקודות B ו־ D , כמתואר בסרטוט. 

מעגל ומשיק במערכת צירים

נתון : A (8, 0) , D (0, 16) .

א. (1) מצאו את שיעורי הנקודה M .

(2) מצאו את משוואת המעגל.

(3) מצאו את שיעורי הנקודה B .

הנקודה C נמצאת על המעגל כך ש־ BC הוא קוטר.

דרך הנקודה C העבירו משיק למעגל, החותך את ציר ה־ x בנקודה E , ואת ציר ה־ y בנקודה F .

ב. מצאו את משוואת המשיק.

ג. האם הנקודה C היא מרכז המעגל החוסם את  המשולש EFO ? נמקו את תשובתכם.

פתרון

א. (1) שיעור הנקודה M


המעגל משיק לציר ה־ x בנקודה A . לכן הרדיוס MA מאונך לציר x מאחר ורדיוס לנקודת ההשקה מאונך למשיק .

לכן שיעור ה- x של נקודה  M שווה לשיעור ה- x  של נקודה A :
xM = 8.

AM = DM  - רדיוסים של מעגל M. 
נרשום משוואות מרחק בין הנקודות AM = DM ונציב xM = 8.

(0 - 8)² + (16 - yM)² = (8 - 8)² + (0 - yM)²

64 + 256 - 32yM + yM² = yM²

32yM = 320
 yM =10

שיעור הנקודה M מרכז המעגל הוא (10, 8)


(2) משוואת המעגל

יש לנו את שיעור הנקודה M נמצא את רדיוס המעגל על ידי חישוב מרחק נקודת מרכז המעגל
 M(8, 10),  מנקודה על המעגל  A (8, 0). המרחק הוא 10 ולכן רדיוס המעגל הוא 10.

משוואת המעגל שמרכזו בנקודה  M(8, 10) :
(x - 8)² + (y - 10)² = 10²

(3) שיעור הנקודה B

 הנקודה  B היא נקודת חיתוך המעגל עם ציר y כלומר כאשר x = 0:
(0 - 8)² + (yB - 10)² = 0
64 + yB² - 20yB + 100 = 100

yB² - 20yB + 64 = 0

(yB - 4)(yB - 16) = 0

הפתרון המתאים לנקודה B  הוא yB = 4, מאחר ו- 16 הוא שיעור y הנקודה D.

לכן B(0, 4).

ב. משוואת המשיק

למציאת משוואת המשיק נמצא קודם את משוואת BC המאונך למשיק ויש נקודה משותפת C עם המשיק.

הנקודות B(0, 4), M(8, 10)  שמצאנו לעיל , על הישר BC ולכן נוכל למצוא את משוואת BC:
B(0, 4) היא נקודת חיתוך עם ציר y, לכן משוואת BC היא מהצורה:
y = aᐧx + 4
כאשר a הוא שיפוע  BC:
a = (10 - 4) / (8 - 0) = 6 / 8 = 3 / 4


y = (3 / 4)x + 4
שיעור נקודה C
נקודה M(8, 10) (מרכז המעגל) היא נקודת האמצע של הנקודות B(0, 4), C על המעגל כאשר BC מקווה קוטר (נתון).
לכן:
8 = (0 + xC) / 2
10 = (4 + yC) /2
xC = 16
yC = 16
משוואת המשיק:
המשיק מאונך ל- BC ששיפועו 4 /3 , ועובר דרך נקודה C(16, 16). לכן משוואת המשיק:

y - 16 = -(4/3)(x - 16) 
y = -(4/3)x + 16 + 4ᐧ16/3  = -(4/3)x + 3ᐧ16 / 3 + 4 * 16 /7 = 

=  -(4/3)x + 7ᐧ16 / 3 =  -(4/3)x + 3ᐧ16 / 3 + 4 ᐧ 16 /7 =  -(4/3)x + 112 / 3


ג.  האם הנקודה C היא מרכז המעגל החוסם את  המשולש EFO

משולש EFO הוא משולש ישר זווית. נבדוק האם CO הוא תיכון ליתר EF. אם כן אזי התיכון CO שווה למחצית היתר EF , ולכן EC = FC = CO ולכן נקודה C היא מרכז המעגל החוסם את משולש EFO.

משוואת המשיק:
 y  =  -(4/3)x + 112 / 3
שיעור הנקודה C(16, 16).

שיעור נקודה F, נקודת חיתוך המשיק עם ציר y, נציב  x = 0 נקבל  y = 112 / 3 ו- 16 (שיעור ה- y של נקודה C) אינו שווה למחצית ערך זה. 
לכן  נקודה C אינה מרכז הקטע EF .  ולכן נקודה C אינה מרכז המעגל החוסם את משולש EFO.





אין תגובות:

הוסף רשומת תגובה