גאומטריה אנליטית - חיתוך בין מעגלים ומעגלים משיקים

גאומטריה אנליטית - המעגל

חיתוך בין מעגלים ומעגלים משיקים

🎯 המצבים האפשריים בין שני מעגלים

נחתכים 2 נקודות משיקים מבחוץ נקודה 1 משיקים מבפנים נקודה 1 זרים מבחוץ 0 נקודות אחד בתוך השני חופפים

⭐ הקשר בין מרחק המרכזים לרדיוסים

נסמן: \(d\) = מרחק בין המרכזים, \(r_1, r_2\) = הרדיוסים

מצב תנאי נקודות חיתוך
נחתכים \(|r_1 - r_2| < d < r_1 + r_2\) 2
משיקים מבחוץ \(d = r_1 + r_2\) 1
משיקים מבפנים \(d = |r_1 - r_2|\) 1
זרים מבחוץ \(d > r_1 + r_2\) 0
אחד בתוך השני \(d < |r_1 - r_2|\) 0

✏️ דוגמה - קביעת היחס בין מעגלים

שאלה: מה היחס בין המעגלים:

\(x^2 + y^2 = 16\) ו-\((x - 5)^2 + y^2 = 9\)

שלב 1: נזהה מרכזים ורדיוסים:

מעגל 1: מרכז (0, 0), רדיוס \(r_1 = 4\)

מעגל 2: מרכז (5, 0), רדיוס \(r_2 = 3\)

שלב 2: נחשב את המרחק בין המרכזים:

\(d = \sqrt{(5-0)^2 + (0-0)^2} = 5\)

שלב 3: נבדוק:

\(r_1 + r_2 = 4 + 3 = 7\)

\(|r_1 - r_2| = |4 - 3| = 1\)

מתקיים: \(1 < 5 < 7\)

תשובה: המעגלים נחתכים בשתי נקודות

🔍 מציאת נקודות החיתוך בין מעגלים

השיטה: נחסר משוואה ממשוואה כדי לקבל ישר, ואז נפתור ישר עם מעגל!

✏️ דוגמה: מצאו את נקודות החיתוך של:

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

\((x - 4)^2 + y^2 = 9\) ... (2)

שלב 1: נפתח את משוואה (2):

\(x^2 - 8x + 16 + y^2 = 9\)

\(x^2 + y^2 = 8x - 7\)

שלב 2: נציב ממשוואה (1): \(x^2 + y^2 = 25\)

\(25 = 8x - 7\)

\(8x = 32\)

\(x = 4\)

שלב 3: נציב x = 4 במעגל (1):

\(16 + y^2 = 25\)

\(y^2 = 9\)

\(y = \pm 3\)

תשובה: נקודות החיתוך: (4, 3) ו-(4, -3)

⭕ מעגלים משיקים - דוגמאות

דוגמה 1 - משיקים מבחוץ:

מעגל 1: מרכז (0, 0), רדיוס 3

מעגל 2: מרכז (7, 0), רדיוס 4

d = 7,   \(r_1 + r_2 = 3 + 4 = 7\)

d = r₁ + r₂ → משיקים מבחוץ

דוגמה 2 - משיקים מבפנים:

מעגל 1: מרכז (0, 0), רדיוס 5

מעגל 2: מרכז (2, 0), רדיוס 3

d = 2,   \(|r_1 - r_2| = |5 - 3| = 2\)

d = |r₁ - r₂| → משיקים מבפנים

📝 סיכום

משיקים מבחוץ: \(d = r_1 + r_2\)

משיקים מבפנים: \(d = |r_1 - r_2|\)

למציאת נקודות חיתוך: חסרו משוואות!