Przeczytaj
Odległością punktu od prostej nazwiemy długość najkrótszego z odcinków , gdzie .
Niech dana będzie prosta i punkt nie leżący na tej prostej. Niech będzie prostą prostopadłą do i przechodzącą przez punkt . Niech będzie punktem wspólnym prostych i . Długość odcinka jest odległością punktu od prostej .
Zauważmy, że dowolny punkt , jest końcem przeciwprostokątnej w trójkącie prostokątnym , więc jego długość jest większa od długości odcinka . Co kończy dowód.
Rozważmy okrąg o środku w punkcie i prostą , która leży całkowicie na zewnątrz okręgu (nie ma z nim punktów wspólnych) i zaznaczmy odcinek, który wyznacza odległość prostej i punktu .
Oczywiste jest wówczas twierdzenie.
Jeżeli prosta leży poza okręgiem, to jej odległość od środka okręgu jest większa od promienia.
Prawdziwe jest również twierdzenie odwrotne.
Jeżeli odległość prostej od środka okręgu jest większa od promienia, to prosta ta leży poza okręgiem.
Prostą, która przecina okrąg w dwóch różnych punktach nazywamy sieczną tego okręgu.
Rozważmy okrąg o środku w punkcie i prostą , która jest jego sieczną i przecina okrąg w punktach i . Zaznaczmy na prostej punkt , który wyznacza odległość prostej i punktu .
Oczywiste jest wówczas twierdzenie.
Jeżeli prosta jest sieczną okręgu, to jej odległość od środka okręgu jest mniejsza od promienia.
Prawdziwe jest również twierdzenie odwrotne.
Jeżeli odległość prostej od środka okręgu jest mniejsza od promienia, to prosta ta jest jego sieczną.
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.
Jeżeli prosta jest styczną do danego okręgu, to jej odległość od środka okręgu jest równa promieniowi.
Prawdziwe jest również twierdzenie odwrotne.
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.
Dany jest okrąg o środku i punkt leżący na tym okręgu. Przeprowadzimy konstrukcję stycznej do danego okręgu, która będzie przechodziła przez punkt .
Prowadzimy prostą przechodząca przez środek okręgu i punkt styczności.
Rozwartością cyrkla równą promieniowi zaznaczamy na prostej punkt tak, aby punkt był środkiem odcinka .
Kreślimy symetralną odcinka – zakreślając z punktów i łuki okręgów o tym samym promieniu, aż do przecięcia się.
Przez punkty i – przecięcia się łuków – kreślimy prostą. Jest to szukana styczna.
Odległość siecznej od środka okręgu jest równa . Długość odcinka, o końcach w punktach wspólnych tej siecznej i okręgu, jest równa promieniowi tego okręgu. Obliczymy .
Rozwiązanie:
Zauważmy, że przy przyjętych na rysunku oznaczeniach mamy: .
Ale trójkąt jest trójkątem równobocznym, w którym jest długością wysokości.
Zatem .
Mamy więc , a stąd .
Na koniec udowodnimy oczywiste, a przy tym interesujące twierdzenie.
Średnica okręgu jest równa sumie długości odcinków opuszczonych z końców tej średnicy na dowolną styczną.
Przyjmijmy oznaczenia jak na rysunku.
Zauważmy, że promień jest linią środkową w trapezielinią środkową w trapezie .
Zatem .
Ale . Stąd teza.
Słownik
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