Okrąg, proste styczne.
PR7: Mam pewien problem odnośnie tego zadania, proszę o przeczytanie do końca i konieczne jest
wejście w ten link niżej z tego samego forum bo tam jest rysunek. Znam już kilka osób
ogarniętych
w tym temacie, @Mila i @ICSP jakbyście mogli pomóc byłbym wdzięczny.
Znajdź równanie okręgu stycznego do prostej k: x+y+13=0 i do prostej m: 7x−
y−5=0 w punkcie A(1,2) − wiem że można to rozwiązać na 3 sposoby jak tutaj
https://matematykaszkolna.pl/forum/408762.html ( są one opisane w 4 ostatnich wiadomościach),
ale postanowiłem to zrobić pisząc równanie okręgu wykorzystując proste styczne trochę inaczej:
"1" Można ułożyć OD RAZU równanie okręgu dla S( a , −3a−15) leżącego na dwusiecznej 3x+y+15=0
i stycznego do jednej z tych prostych (tutaj promień może być równy tylko i wyłącznie
odległości środka od punktu (1,2), bo jeśli się napisze że r = odległości środka od jednej z
prostej do której jest styczny to wyjdzie b ∊ R, dlatego że stąd wyznaczaliśmy to równanie
dwusiecznej )
(x−a)
2+(y−b)
2=r
2 , gdzie y to jest jedna z prostych stycznych
(x−a)
2 + (−x−13−(−3a−15)
2 = (a−1)
2+(−3a−15−2)
2
stąd 2x
2+(−8a−4)x−88a−286 = 0, czyli okrąg ma jeden punkt wspólny ( jest styczny ) gdy Δ = 0,
zatem
gdy a = −6 ( no i tak samo trzeba by było zrobić dla drugiej dwusiecznej bo są dwa takie okręgi
i potem jeszcze obliczyć b i promień...)
"2" ALE można też tym sposobem zrobić biorąc pod uwagę tylko prostą prostopadłą "n" do prostej
m w punkcie
(1,2) o równaniu x+7y−15=0 i wtedy
Można ułożyć równanie okręgu dla S(−7b+15, b) leżącego na tej prostej "n" i stycznego do
jednej z prostych stycznych (m lub k)
(x−a)
2+(y−b)
2=r
2 , gdzie y to jest jedna z prostych stycznych
ALE mam tutaj problem − można tutaj zrobić kombinacje " podstawiając za y ( prostą m lub k )
i za promień odległość środka od jednej prostej stycznej / drugiej prostej stycznej lub
odległość od
punktu A(1,2), tylko że podobnie jak w "1" dla niektórych kombinacji wyjdzie b ∊ R , ale
najpierw kiedy
tak nie będzie tzn otrzymamy dokładnie b :
1) biorąc za y pierwszą styczną "m" ( tą z punktem A ) i za promień odległość środka od drugiej
stycznej "k"
(x−(−7b+15))
2 + (−3x−15−b)
2 = (−7b+15−1)
2+(b−2)
2 , po wyliczeniu delty i przyrównaniu do 0
otrzymamy dokładnie b1 i b2.
2) biorąc na odwrót tzn za y drugą styczną "k" a za promień odległość środka od pierwszej
stycznej tzn prostej "m"
również otrzymamy dokładnie b1 i b2
3) biorąc za y drugą styczną "k" oraz za promień odległość środka od punktu A również otrzymamy
dokładnie b1 i b2
natomiast dla takich kombinacji:
4) biorąc za y drugą styczną "k" i za promień odległość środka od tej stycznej otrzymamy b ∊ R
( bo po
prostu wzięliśmy jedną i tą samą prostą )
i tutaj mam pytanie do 5) i 6):
5) biorąc za y pierwszą styczną "m" i za promień do
2 odległość środka od tej stycznej to nie
otrzymamy
wgl "b" tzn nie będzie tak jakby należał wgl ∊ R? Bo po podniesieniu do kwadratu
(x−(−7b+15))
2+(7x−5−b)
2 =
(7(−7b+15)−b−5)250
wyjdzie delta pozbawiona "b", bo "b" się skróciło tzn wyjdzie delta z samym "x" :
50x
2−100x+50, więc nie mamy info o "b"
i tak samo w
6) biorąc za y też pierwszą styczną ale za promień odległość środka od A do ()
2, też
otrzymamy taką samą deltę, i tutaj mam pytanie, czy to również oznacza że po prostu b ∊ R? Czy?
Myślałem że po prostu dla 4), 5) i 6) wyjdzie w każdym przypadku b ∊ R ale teraz się zdziwiłem,
bo
dla 1), 2) i 3) jest to oczywiste, dlaczego otrzymujemy dokładnie b
1 i b
2, bo po prostu stąd
nie
wyznaczaliśmy/ się nie wyznacza równania tej prostej "n" więc można tak zrobić
PR7: Ad. 1)
Poprawka
1) biorąc za y pierwszą styczną "m" ( tą z punktem A ) i za promień odległość środka od drugiej
stycznej "k", gdzie okrąg leży na prostej prostopadłej "n" x = −7y+15 ,. S(−7b+15, b ) a za y
bierzemy
równanie prostej "m" y = 7x−5 a za promień odległość środka od prostej "k" o równaniu:
x+y+13=0
| ((−7b+15)+b+13)² | |
(x−(−7b+15))² + (7x−5−b)² = |
| |
| 2 | |
Po wyliczeniu delty i przyrównaniu do 0
otrzymamy dokładnie b1 i b2.
−−−−−−−−−−−−−−
Natomiast
3) biorąc za y drugą styczną "k" ( bez punktu A, bo gdyby wziąć jak w punkcie 6) prostą
styczną "m"
czyli zamiast y= −x−13 dać y = 7x−5 to wyjdzie 0 = 0 )
oraz za promień odległość środka od punktu A, również otrzymamy
dokładnie b1 i b2
Wtedy do 3)
(x−(−7b+15))² + (−x−13−b)²= (−7b+15−1)²+(b−2)²