גאומטריה אנליטית - חיתוך ישר עם מעגל

גאומטריה אנליטית - המעגל

חיתוך ישר עם מעגל

🎯 שלושה מצבים אפשריים

חותך (2 נקודות) משיק (נקודה 1) זרים (0 נקודות)

⭐ השיטה - הצבה

שלב 1: מבודדים y (או x) ממשוואת הישר

שלב 2: מציבים במשוואת המעגל

שלב 3: פותרים משוואה ריבועית

שלב 4: מציבים חזרה למציאת הקואורדינטה השנייה

💡 הדיסקרימיננטה קובעת:

\(\Delta > 0\)

2 נקודות

\(\Delta = 0\)

נקודה 1

\(\Delta < 0\)

0 נקודות

✏️ דוגמה 1 - ישר החותך מעגל (2 נקודות)

שאלה: מצאו את נקודות החיתוך של \(y = x + 1\) עם \(x^2 + y^2 = 25\)

שלב 1: נציב \(y = x + 1\) במעגל:

\(x^2 + (x + 1)^2 = 25\)

שלב 2: נפתח ונפשט:

\(x^2 + x^2 + 2x + 1 = 25\)

\(2x^2 + 2x - 24 = 0\)

\(x^2 + x - 12 = 0\)

שלב 3: נפתור: \((x + 4)(x - 3) = 0\)

\(x = -4\) או \(x = 3\)

שלב 4: נמצא y:

x = -4: y = -4 + 1 = -3

x = 3: y = 3 + 1 = 4

תשובה: (-4, -3) ו-(3, 4)

✏️ דוגמה 2 - ישר משיק (נקודה אחת)

שאלה: מצאו חיתוך של \(y = x + 5\) עם \(x^2 + y^2 = 12.5\)

נציב:

\(x^2 + (x + 5)^2 = 12.5\)

\(x^2 + x^2 + 10x + 25 = 12.5\)

\(2x^2 + 10x + 12.5 = 0\)

דיסקרימיננטה: \(\Delta = 100 - 4 \cdot 2 \cdot 12.5 = 100 - 100 = 0\)

\(x = \frac{-10}{4} = -2.5\)

\(y = -2.5 + 5 = 2.5\)

תשובה: נקודת השקה (-2.5, 2.5)

הישר משיק למעגל!

✏️ דוגמה 3 - ישר ומעגל זרים (אין חיתוך)

שאלה: מצאו חיתוך של \(y = x + 10\) עם \(x^2 + y^2 = 25\)

נציב:

\(x^2 + (x + 10)^2 = 25\)

\(2x^2 + 20x + 100 = 25\)

\(2x^2 + 20x + 75 = 0\)

דיסקרימיננטה: \(\Delta = 400 - 4 \cdot 2 \cdot 75 = 400 - 600 = -200\)

תשובה: אין נקודות חיתוך!

Δ < 0 → הישר והמעגל זרים

📏 חישוב אורך מיתר

מיתר = קטע שמחבר שתי נקודות על המעגל

כשישר חותך מעגל ב-2 נקודות, הקטע ביניהן הוא מיתר!

✏️ דוגמה: מצאו את אורך המיתר שנוצר מחיתוך \(y = x + 1\) עם \(x^2 + y^2 = 25\)

מצאנו קודם: נקודות החיתוך הן (-4, -3) ו-(3, 4)

אורך המיתר:

\(d = \sqrt{(3-(-4))^2 + (4-(-3))^2} = \sqrt{49 + 49} = \sqrt{98} = 7\sqrt{2}\)

אורך המיתר: \(7\sqrt{2}\)

📝 סיכום

למציאת חיתוך: מציבים משוואת הישר במעגל

Δ > 0 → חותך | Δ = 0 → משיק | Δ < 0 → זרים