Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki
Odległość punktu od prostej
Definicja: Odległość punktu od prostej

Odległością punktu P od prostej k nazwiemy długość najkrótszego z odcinków PQ, gdzie Qk.

Odległość punktu od prostej
Twierdzenie: Odległość punktu od prostej

Niech dana będzie prosta k i punkt P nie leżący na tej prostej. Niech l będzie prostą prostopadłą do k i przechodzącą przez punkt P. Niech Q będzie punktem wspólnym prostych kl. Długość odcinka PQ jest odległością punktu P od prostej k.

R13bQ9BoPUxTc
Odległość punktu od prostej
Dowód

Zauważmy, że dowolny punkt Rk, RQ jest końcem przeciwprostokątnej w trójkącie prostokątnym PQR, więc jego długość jest większa od długości odcinka PQ. Co kończy dowód.

Rozważmy okrąg o środku w punkcie O i prostą k, która leży całkowicie na zewnątrz okręgu (nie ma z nim punktów wspólnych) i zaznaczmy odcinek, który wyznacza odległość prostej k i punktu O.

R1CtSjPY7hwLF
Odległość punktu od prostej

Oczywiste jest wówczas twierdzenie.

Prosta rozłączna z okręgiem
Twierdzenie: Prosta rozłączna z okręgiem

Jeżeli prosta leży poza okręgiem, to jej odległość od środka okręgu jest większa od promienia.

Prawdziwe jest również twierdzenie odwrotne.

Twierdzenie odwrotne – prosta rozłączna z okręgiem
Twierdzenie: Twierdzenie odwrotne – prosta rozłączna z okręgiem

Jeżeli odległość prostej od środka okręgu jest większa od promienia, to prosta ta leży poza okręgiem.

Sieczna
Definicja: Sieczna

Prostą, która przecina okrąg w dwóch różnych punktach nazywamy sieczną tego okręgu.

Rozważmy okrąg o środku w punkcie O i prostą k, która jest jego sieczną i przecina okrąg w punktach AB. Zaznaczmy na prostej punkt P, który wyznacza odległość prostej k i punktu O.

RHhQgztcAf9s7
Sieczna okręgu

Oczywiste jest wówczas twierdzenie.

Sieczna
Twierdzenie: Sieczna

Jeżeli prosta jest sieczną okręgu, to jej odległość od środka okręgu jest mniejsza od promienia.

Prawdziwe jest również twierdzenie odwrotne.

Twierdzenie odwrotne – sieczna
Twierdzenie: Twierdzenie odwrotne – sieczna

Jeżeli odległość prostej od środka okręgu jest mniejsza od promienia, to prosta ta jest jego sieczną.

Styczna
Definicja: Styczna

Prostą, która ma z okręgiem dokładnie jeden punkt wspólny nazywamy styczną do okręgu. Punkt wspólny stycznej i okręgu nazywamy punktem styczności.

Prawdziwe są wówczas następujące twierdzenia.

Styczna
Twierdzenie: Styczna

Jeżeli prosta jest styczną do danego okręgu, to jej odległość od środka okręgu jest równa promieniowi.

Prawdziwe jest również twierdzenie odwrotne.

Twierdzenie odwrotne – styczna
Twierdzenie: Twierdzenie odwrotne – styczna

Jeżeli odległość prostej od środka okręgu jest równa promieniowi, to prosta ta jest  styczną do danego okrgu.

Wniosek: Zauważmy, że z definicji odległości wynika, że promień poprowadzony do punktu styczności jest prostopadły do stycznej.

Przykład 1

Dany jest okrąg o środku O i punkt P leżący na tym okręgu. Przeprowadzimy konstrukcję stycznej do danego okręgu, która będzie przechodziła przez punkt P.

  1. Prowadzimy prostą przechodząca przez środek okręgu i punkt styczności.

  2. Rozwartością cyrkla równą promieniowi zaznaczamy na prostej punkt D tak, aby  punkt P był  środkiem odcinka OD.

  3. Kreślimy symetralną odcinka OD – zakreślając z punktów OD łuki okręgów o tym samym promieniu, aż do przecięcia się.

  4. Przez punkty AB – przecięcia się łuków – kreślimy prostą. Jest to szukana styczna.

RcgOEmOvt30pA
Konstrukcja stycznej przez punkt na okręgu
Przykład 2

Odległość siecznej od środka okręgu jest równa 2. Długość odcinka, o końcach w punktach wspólnych tej siecznej i okręgu, jest równa promieniowi R tego okręgu. Obliczymy R.

Rozwiązanie:

RxHgjG6WAIbeQ

Zauważmy, że przy przyjętych na rysunku oznaczeniach mamy: AB=R.

Ale trójkąt ABO jest trójkątem równobocznym, w którym OP jest długością wysokości.

Zatem OP=R32.

Mamy więc R32=2, a stąd R=43=433.

Na koniec udowodnimy oczywiste, a przy tym interesujące twierdzenie.

Średnica okręgu
Twierdzenie: Średnica okręgu

Średnica okręgu jest równa sumie długości odcinków opuszczonych z końców tej średnicy na dowolną styczną.

Dowód

Przyjmijmy oznaczenia jak na rysunku.

R19Dx8j3vr8ac

Zauważmy, że promień OP jest linią środkową w trapezielinia środkowa w trapezielinią środkową w trapezie BRQA.

Zatem OP=QA+RB2.

Ale AB=2·OP. Stąd teza.

Słownik

linia środkowa w trapezie
linia środkowa w trapezie

linią środkową w trapezie nazywamy odcinek łączący środki ramion trapezu; linia środkowa w trapezie jest równoległa do podstaw trapezu, a jej długość jest średnią arytmetyczną długości podstaw