גאומטריה אנליטית - מיקום נקודה ביחס למעגל

גאומטריה אנליטית - המעגל

מיקום נקודה ביחס למעגל

🎯 שלושה מצבים אפשריים

נקודה יכולה להיות ביחס למעגל באחד משלושה מצבים:

בתוך המעגל על המעגל מחוץ למעגל

⭐ העיקרון - השוואת מרחקים

נתון מעגל עם מרכז M ורדיוס r. נסמן את המרחק מנקודה P למרכז M ב-d.

\(d < r\)

בתוך המעגל

\(d = r\)

על המעגל

\(d > r\)

מחוץ למעגל

🔍 שיטת הבדיקה - הצבה במשוואה

שיטה מהירה: במקום לחשב מרחק, נציב את הנקודה במשוואת המעגל!

עבור מעגל \((x - a)^2 + (y - b)^2 = r^2\) ונקודה \(P(x_0, y_0)\):

נחשב: \(S = (x_0 - a)^2 + (y_0 - b)^2\)

\(S < r^2\)

בפנים

\(S = r^2\)

על המעגל

\(S > r^2\)

בחוץ

✏️ דוגמאות

נתון מעגל: \((x - 2)^2 + (y + 1)^2 = 25\)

מרכז: (2, -1), רדיוס: 5

דוגמה 1: בדקו את מיקום הנקודה A(5, 3)

\(S = (5 - 2)^2 + (3 - (-1))^2 = 3^2 + 4^2 = 9 + 16 = 25\)

\(S = 25 = r^2\)

✓ הנקודה A על המעגל

דוגמה 2: בדקו את מיקום הנקודה B(3, 0)

\(S = (3 - 2)^2 + (0 - (-1))^2 = 1^2 + 1^2 = 1 + 1 = 2\)

\(S = 2 < 25 = r^2\)

✓ הנקודה B בתוך המעגל

דוגמה 3: בדקו את מיקום הנקודה C(8, -1)

\(S = (8 - 2)^2 + (-1 - (-1))^2 = 6^2 + 0^2 = 36\)

\(S = 36 > 25 = r^2\)

✓ הנקודה C מחוץ למעגל

📏 שיטה חלופית - חישוב מרחק

דוגמה: האם הנקודה P(7, 3) בתוך, על, או מחוץ למעגל \((x - 2)^2 + (y + 1)^2 = 25\)?

שלב 1: נמצא את המרכז והרדיוס:

מרכז M(2, -1), רדיוס r = 5

שלב 2: נחשב את המרחק מ-P למרכז:

\(d = \sqrt{(7-2)^2 + (3-(-1))^2} = \sqrt{25 + 16} = \sqrt{41} \approx 6.4\)

שלב 3: נשווה:

\(d = \sqrt{41} \approx 6.4 > 5 = r\)

תשובה: הנקודה P מחוץ למעגל

✓ בדיקה אם נקודה נמצאת על המעגל

שאלה: האם הנקודה (6, 2) נמצאת על המעגל \(x^2 + y^2 = 40\)?

פתרון: נציב x = 6, y = 2 במשוואה:

\(6^2 + 2^2 = 36 + 4 = 40\)

כן! הנקודה על המעגל כי מתקיים שוויון

📋 טבלת סיכום

מיקום הנקודה תנאי (מרחק) תנאי (הצבה)
בתוך המעגל \(d < r\) \(S < r^2\)
על המעגל \(d = r\) \(S = r^2\)
מחוץ למעגל \(d > r\) \(S > r^2\)

💡 טיפ: שיטת ההצבה מהירה יותר כי לא צריך לחשב שורש!

📝 סיכום

להצבת נקודה \((x_0, y_0)\) במשוואה \((x-a)^2 + (y-b)^2 = r^2\):

\(S < r^2\) → בפנים | \(S = r^2\) → על | \(S > r^2\) → בחוץ