Matematik

Tangenter til cirklen

22. november 2007 af Christinana (Slettet)
En cirkel er givet ved
x^2+4x+y^2-6y - 23 = 0
En linje l er givet ved
3x - 4y - 4 = 0

Cirklen har to tangenter, der er parallelle med l. Bestem en ligning for tangenterne.
---

Jeg skal i hvert fald omskrive cirklens ligning, det bliver
(x+2)^2 + (y-3)^2 = 6^2

Men hvad gør jeg så?

Brugbart svar (1)

Svar #1
22. november 2007 af mathon

l: 3x - 4y - 4 = 0
med normalvektor [3;-4]

linjen m parallel med l gennem C(-2;3) har ligningen

vektor_[3;-4]*vektor_[x-(-2);y-3]=0, dvs.

3(x+2)+(-4)(y-3)=0

3x-4y+18=0

tangent_1 udgøres af mængden af punkter i afstanden +6 fra denne,
hvoraf

dist(m,P(x,y)) = (3x-4y+18)/sqr(3^2+(-4)^2) = (3x-4y+18)/5
og
(3x-4y+18)/5 = 6 eller y = (3/4)x - 3


tangent_2 udgøres af mængden af punkter i afstanden -6 fra denne,
hvoraf

(3x-4y+18)/5 = -6 eller y = (3/4)x + 12

Brugbart svar (0)

Svar #2
22. november 2007 af Dominik Hasek (Slettet)

#0:
Hint 1: omskriv linjens ligning, så den kommer på formen y = ax+b.
Hint 2: parallelle linjer har samme hældningskoefficient.

Svar #3
22. november 2007 af Christinana (Slettet)

Hm, jeg kan ikke få det til at passe helt.

Det jeg har gjort er:

Hvis tangenterne er parallele med linjen så må de have samme a og b led, så jeg skal altså bestemme c-leddet for tangenterne 3x - 4y + = 0

Da jeg ved at tangenterne tangerer cirklen, er længden mellem dem 6, dvs. centrum i cirklen.

Så bruger jeg distformlen til at isolere c:
6 = |3*-4 + -4*3 + c|/sqrt(3^2+(-4)^2) <=> c = -12 og 48

Hvad gør jeg forkert?

Svar #4
22. november 2007 af Christinana (Slettet)

Kan du ikke forklare hvorfor det er -12, som lommeregneren giver som output?

Jeg får det nemlig til
30 = |-18+c| <=>
30 ± 18 = c <=>
c = 48 v c = 12

Brugbart svar (0)

Svar #5
22. november 2007 af mathon

(3x-4y+18)/5 = 6
3x - 4y + 18 = 30
3x - 4y - 12 = 0

og

(3x-4y+18)/5 = -6
3x - 4y + 18 = -30
3x - 4y + 48 = 0

i øvrigt er afstanden mellem tangenterne 12 = 2*r = 2*6


Svar #6
22. november 2007 af Christinana (Slettet)

Jeg forstår ikke din metode - har ikke haft om vektorer!

Svar #7
23. november 2007 af Christinana (Slettet)

Jeg får vist hjælp af en ven her i morgen, så lige meget :)

Brugbart svar (0)

Svar #8
23. november 2007 af mathon

...alternativt

3x-4y-4 = 0

4y = 3x-4

y = (3/4)x-1 med hældningskoefficient 3/4

(x+2)^2 + (y-3)^2 = 6^2 løst med hensyn til y spalter op i to:

øvre halvcirkel:
f1(x) = y = 3+sqr(36-(x+2)^2)
med
f1'(x) = 1/(2sqr(36-(x+2)^2))*(-2(x+2)) = -(x+2)/sqr(36-(x+2)^2)

og

nedre halvcirkel:
f2(x) = y = 3-sqr(36-(x+2)^2)
med
f2'(x) = -1/(2sqr(36-(x+2)^2))*(-2(x+2)) = (x+2)/sqr(36-(x+2)^2)

beregning af røringspunkt på øvre halvcirkel:
f1'(xo1) = -(xo1+2)/sqr(36-(xo1+2)^2) = 3/4 = 0,75
-(xo1+2)/sqr(36-(xo1+2)^2) = 0,75
hvoraf

xo1 = -5.6
f1(xo1) = 3+sqr(36-(-5.6+2)^2) = 7.8



(x+2)^2 + (y-3)^2 = 6^2 løst med hensyn til y spalter op i to:

øvre halvcirkel:
f1(x) = y = 3+sqr(36-(x+2)^2)
med
f1'(x) = 1/(2sqr(36-(x+2)^2))*(-2(x+2)) = -(x+2)/sqr(36-(x+2)^2)

og

nedre halvcirkel:
f2(x) = y = 3-sqr(36-(x+2)^2)
med
f2'(x) = -1/(2sqr(36-(x+2)^2))*(-2(x+2)) = (x+2)/sqr(36-(x+2)^2)

beregning af røringspunkt på øvre halvcirkel:
f1'(xo1) = -(xo1+2)/sqr(36-(xo1+2)^2) = 3/4 = 0,75
-(xo1+2)/sqr(36-(xo1+2)^2) = 0,75
hvoraf

xo1 = -5.6
f1(xo1) = 3+sqr(36-(-5.6+2)^2) = 7.8

ligning for tangent_1, t_1
t_1: y-f1(xo1) = f1'(xo1)(x-xo1)
t_1: y-7.8 = 0,75(x-(-5.6)) eller y = 0,75x + 12


beregning af røringspunkt på nedre halvcirkel:
f2'(xo2) = (xo2+2)/sqr(36-(xo2+2)^2) = 3/4 = 0,75
(xo2+2)/sqr(36-(xo2+2)^2) = 0,75
hvoraf

xo2 = 1.6
f2(xo2) = 3-sqr(36-(1.6+2)^2) = -1.8

ligning for tangent_2, t_2
t_2: y-f2(xo2) = f2'(xo2)(x-xo2)
t_2: y-(-1.8) = 0,75(x-1.6)) eller y = 0,75x - 3

Brugbart svar (0)

Svar #9
23. november 2007 af mathon

...alternativt efter nyredigering:

3x-4y-4 = 0

4y = 3x-4

y = (3/4)x-1 med hældningskoefficient 3/4

(x+2)^2 + (y-3)^2 = 6^2 løst med hensyn til y spalter op i to:

øvre halvcirkel:
f1(x) = y = 3+sqr(36-(x+2)^2)
med
f1'(x) = 1/(2sqr(36-(x+2)^2))*(-2(x+2)) = -(x+2)/sqr(36-(x+2)^2)

og

nedre halvcirkel:
f2(x) = y = 3-sqr(36-(x+2)^2)
med
f2'(x) = -1/(2sqr(36-(x+2)^2))*(-2(x+2)) = (x+2)/sqr(36-(x+2)^2)

beregning af røringspunkt på øvre halvcirkel:
f1'(xo1) = -(xo1+2)/sqr(36-(xo1+2)^2) = 3/4 = 0,75
-(xo1+2)/sqr(36-(xo1+2)^2) = 0,75
hvoraf

xo1 = -5.6
f1(xo1) = 3+sqr(36-(-5.6+2)^2) = 7.8

ligning for tangent_1, t_1
t_1: y-f1(xo1) = f1'(xo1)(x-xo1)
t_1: y-7.8 = 0,75(x-(-5.6)) eller y = 0,75x + 12


beregning af røringspunkt på nedre halvcirkel:
f2'(xo2) = (xo2+2)/sqr(36-(xo2+2)^2) = 3/4 = 0,75
(xo2+2)/sqr(36-(xo2+2)^2) = 0,75
hvoraf

xo2 = 1.6
f2(xo2) = 3-sqr(36-(1.6+2)^2) = -1.8

ligning for tangent_2, t_2
t_2: y-f2(xo2) = f2'(xo2)(x-xo2)
t_2: y-(-1.8) = 0,75(x-1.6)) eller y = 0,75x - 3



Brugbart svar (0)

Svar #10
27. januar 2008 af LBoogie (Slettet)

Mathon: Er centrum ikke C(2,-3) og ikke C(-2,3) som du skrev i første udlæg?

Hvis ja -giver det så ikke t1 = (3/4)x-12 og t2 = (3/4)x+3?

Brugbart svar (0)

Svar #11
13. oktober 2008 af AnnikaN (Slettet)

mathon: I dit svar #1 skriver du:

l: 3x - 4y - 4 = 0
med normalvektor [3;-4]

linjen m parallel med l gennem C(-2;3) har ligningen

vektor_[3;-4]*vektor_[x-(-2);y-3]=0, dvs.

3(x+2)+(-4)(y-3)=0

3x-4y+18=0

Når du sætter liniens vektor (3;.-4) ind i cirklens ligning, skal cirklens radius så ikke tages i betragtning? Altso, at der skal stå 3(x+2)+(-4)(y-3)=36 i stedet for lig med 0? Eller har jeg misforstået noget?


Skriv et svar til: Tangenter til cirklen

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.