Корице уџбеника

II.5. Кружница и круг

Изабери решење задатка:

Задатак 8

Кратко решење

Нека су дати полупречници \( r_1 = 3 \text{ cm} = 30 \text{ mm} \) и \( r_2 = 2 \text{ cm} = 20 \text{ mm} \), а растојање центара \( d = O_1O_2 \). \[ r_1 + r_2 = 3 \text{ cm} + 2 \text{ cm} = 5 \text{ cm} = 50 \text{ mm} \] \[ r_1 - r_2 = 3 \text{ cm} - 2 \text{ cm} = 1 \text{ cm} = 10 \text{ mm} \]

1)

\[ d = 4 \text{ cm} \] \[ 1 \text{ cm} < 4 \text{ cm} < 5 \text{ cm} \implies r_1 - r_2 < d < r_1 + r_2 \] Кружнице се секу (имају 2 пресечне тачке). Нацртај две кружнице: прву, $k_1$, са центром $O_1$ и полупречником $r_1 = 3 \text{ cm}$, и другу, $k_2$, са центром $O_2$ и полупречником $r_2 = 2 \text{ cm}$. Постави центре $O_1$ и $O_2$ тако да је растојање између њих $O_1O_2 = 4 \text{ cm}$, осигуравајући да се кружнице секу у две тачке. Осенчи целу област која представља пресек ових двеју кружница. Обележи центре кружница $O_1$ и $O_2$.

2)

\[ d = 5 \text{ cm} \] \[ 5 \text{ cm} = 5 \text{ cm} \implies d = r_1 + r_2 \] Кружнице се додирују споља (имају 1 заједничку тачку).

3)

\[ d = 6 \text{ cm} \] \[ 6 \text{ cm} > 5 \text{ cm} \implies d > r_1 + r_2 \] Кружнице се не секу (немају заједничких тачака).

4)

\[ d = 1 \text{ cm} \] \[ 1 \text{ cm} = 1 \text{ cm} \implies d = r_1 - r_2 \] Кружнице се додирују изнутра (имају 1 заједничку тачку).

5)

\[ d = 5 \text{ mm} = 0,5 \text{ cm} \] \[ 0,5 \text{ cm} < 1 \text{ cm} \implies d < r_1 - r_2 \] Кружнице се не секу (немају заједничких тачака, мања је унутар веће).

6)

\[ d = 15 \text{ mm} = 1,5 \text{ cm} \] \[ 1 \text{ cm} < 1,5 \text{ cm} < 5 \text{ cm} \implies r_1 - r_2 < d < r_1 + r_2 \] Кружнице се секу (имају 2 пресечне тачке). Нацртај дуж \( O_1O_2 \) дужине \( 1,5 \text{ cm} \) (односно \( 15 \text{ mm} \)). Из тачке \( O_1 \) опиши кружницу полупречника \( 3 \text{ cm} \), а из тачке \( O_2 \) кружницу полупречника \( 2 \text{ cm} \). Ове две кружнице ће се пресећи у две тачке. Осенчи заједнички део који припада унутрашњости и једне и друге кружнице (део облика сочива).

Детаљно решење

Припрема података

Да бисмо одредили међусобни положај две кружнице, потребно је да упоредимо растојање између њихових центара са збиром и разликом њихових полупречника. Дати су полупречници кружница: \[ r_1 = 3 \text{ cm} = 30 \text{ mm} \] \[ r_2 = 2 \text{ cm} = 20 \text{ mm} \] Израчунавамо збир и разлику полупречника јер ће нам те вредности помоћи у доношењу закључака: \[ r_1 + r_2 = 3 \text{ cm} + 2 \text{ cm} = 5 \text{ cm} = 50 \text{ mm} \] \[ r_1 - r_2 = 3 \text{ cm} - 2 \text{ cm} = 1 \text{ cm} = 10 \text{ mm} \] Подсетимо се правила за однос две кружнице чији су центри на растојању \( d \): - Ако је \( d > r_1 + r_2 \), кружнице се не секу (једна је ван друге). - Ако је \( d = r_1 + r_2 \), кружнице се додирују споља (имају тачно 1 заједничку тачку). - Ако је \( r_1 - r_2 < d < r_1 + r_2 \), кружнице се секу (имају тачно 2 пресечне тачке). - Ако је \( d = r_1 - r_2 \), кружнице се додирују изнутра (имају тачно 1 заједничку тачку). - Ако је \( d < r_1 - r_2 \), кружнице се не секу (мања кружница се налази унутар веће). Сада ћемо испитати сваки дати случај појединачно.

1) \( O_1O_2 = 4 \text{ cm} \)

Растојање између центара је \( d = 4 \text{ cm} \). Пошто важи \( 1 \text{ cm} < 4 \text{ cm} < 5 \text{ cm} \), односно \( r_1 - r_2 < d < r_1 + r_2 \), закључујемо да се кружнице секу у две тачке. С обзиром на то да кружнице имају више од једне пресечне тачке, задатак од нас тражи да нацртамо ову ситуацију и осенчимо пресек њихових кругова.
Нацртај две кружнице: прву, $k_1$, са центром $O_1$ и полупречником $r_1 = 3 \text{ cm}$, и другу, $k_2$, са центром $O_2$ и полупречником $r_2 = 2 \text{ cm}$. Постави центре $O_1$ и $O_2$ тако да је растојање између њих $O_1O_2 = 4 \text{ cm}$, осигуравајући да се кружнице секу у две тачке. Осенчи целу област која представља пресек ових двеју кружница. Обележи центре кружница $O_1$ и $O_2$.

2) \( O_1O_2 = 5 \text{ cm} \)

Растојање између центара је \( d = 5 \text{ cm} \). Пошто важи да је \( d = r_1 + r_2 \) (јер је \( 5 \text{ cm} = 5 \text{ cm} \)), закључујемо да се кружнице додирују споља. Оне имају само једну заједничку тачку, па нема потребе за сенчењем.

3) \( O_1O_2 = 6 \text{ cm} \)

Растојање између центара је \( d = 6 \text{ cm} \). Пошто је \( d > r_1 + r_2 \) (јер је \( 6 \text{ cm} > 5 \text{ cm} \)), закључујемо да се кружнице не секу и немају ниједну заједничку тачку.

4) \( O_1O_2 = 1 \text{ cm} \)

Растојање између центара је \( d = 1 \text{ cm} \). Пошто важи да је \( d = r_1 - r_2 \) (јер је \( 1 \text{ cm} = 1 \text{ cm} \)), закључујемо да се кружнице додирују изнутра. Оне имају само једну заједничку тачку, па ни овде нема потребе за сенчењем.

5) \( O_1O_2 = 5 \text{ mm} \)

Прво ћемо претворити милиметре у центиметре како бисмо лакше упоређивали: \[ 5 \text{ mm} = 0,5 \text{ cm} \] Пошто важи \( d < r_1 - r_2 \) (јер је \( 0,5 \text{ cm} < 1 \text{ cm} \)), кружнице се не секу. Мања кружница се налази потпуно унутар веће кружнице, али немају ниједну заједничку тачку.

6) \( O_1O_2 = 15 \text{ mm} \)

Поново претварамо милиметре у центиметре: \[ 15 \text{ mm} = 1,5 \text{ cm} \] Пошто важи \( 1 \text{ cm} < 1,5 \text{ cm} < 5 \text{ cm} \), односно \( r_1 - r_2 < d < r_1 + r_2 \), закључујемо да се кружнице секу у две тачке. Као и у првом случају, потребно је да нацртамо и осенчимо пресек одговарајућих кругова.
Нацртај дуж \( O_1O_2 \) дужине \( 1,5 \text{ cm} \) (односно \( 15 \text{ mm} \)). Из тачке \( O_1 \) опиши кружницу полупречника \( 3 \text{ cm} \), а из тачке \( O_2 \) кружницу полупречника \( 2 \text{ cm} \). Ове две кружнице ће се пресећи у две тачке. Осенчи заједнички део који припада унутрашњости и једне и друге кружнице (део облика сочива).

Кратак запис решења:

\( r_1=3\text{ cm}=30\text{ mm} \), \( r_2=2\text{ cm}=20\text{ mm} \), \( r_1+r_2=5\text{ cm}=50\text{ mm} \), \( r_1-r_2=1\text{ cm}=10\text{ mm} \).

1)

\( d=4\text{ cm} \). Пошто је \( 1\text{ cm} < 4\text{ cm} < 5\text{ cm} \), кружнице се секу у 2 тачке.

2)

\( d=5\text{ cm} \). Пошто је \( 5\text{ cm} = r_1+r_2 \), кружнице се додирују споља.

3)

\( d=6\text{ cm} \). Пошто је \( 6\text{ cm} > r_1+r_2 \), кружнице се не секу.

4)

\( d=1\text{ cm} \). Пошто је \( 1\text{ cm} = r_1-r_2 \), кружнице се додирују изнутра.

5)

\( d=5\text{ mm} \). Пошто је \( 5\text{ mm} < 10\text{ mm} \), кружнице се не секу.

6)

\( d=15\text{ mm} \). Пошто је \( 10\text{ mm} < 15\text{ mm} < 50\text{ mm} \), кружнице се секу у 2 тачке.

Најважније из лекције

  • Кружница је само линија (скуп тачака једнако удаљених од центра), док круг чини та линија заједно са свим тачкама унутар ње.
  • Пречник (\( d \)) је најдужа тетива и двоструко је већи од полупречника (\( d = 2r \)).
  • Права може бити сечица (пресеца кружницу у две тачке) или тангента (додирује је у само једној тачки).
  • Две кружнице се могу додиривати споља (\( O_1O_2 = r_1 + r_2 \)) или изнутра (\( O_1O_2 = r_1 - r_2 \)).
Кружница (кружна линија) је скуп свих тачака у равни које су једнако удаљене од једне утврђене тачке која се назива центар.
Полупречник је дуж чије су крајње тачке центар и било која тачка на кружници.
Кружница са центром \( O \) и полупречником \( r \) обележава се са \( k(O, r) \).
Круг представља скуп свих тачака кружнице и свих њених унутрашњих тачака.
Круг са центром \( O \) и полупречником \( r \) обележава се са \( K(O, r) \).
Приказ кружнице (само спољна линија) са центром O и полупречником r, и круга (осенчена унутрашњост заједно са спољном линијом) са истим центром и полупречником.
Свака кружница дели раван на унутрашњост и спољашњост:
  • Тачка \( U \) је унутрашња ако је њено растојање од центра мање од полупречника (\( OU < r \)).
  • Тачка \( S \) је спољашња ако је њено растојање од центра веће од полупречника (\( OS > r \)).
Да ли центар \( O \) припада кружници \( k(O, r) \), а да ли припада кругу \( K(O, r) \)?
Центар \( O \) не припада кружници (јер је његово растојање од центра једнако 0, а не \( r \)), али припада кругу јер је унутрашња тачка (\( 0 < r \)).
Права и кружница могу имати највише две заједничке тачке.
Сечица је права која са кружницом има две заједничке тачке.
Тангента је права која са кружницом има само једну заједничку тачку, која се назива тачка додира.
Кружница коју пресеца једна права на два места (сечица) и друга права која је само додирује у једној тачки са спољне стране (тангента).
Ако права и кружница немају ниједну заједничку тачку, да ли права пролази кроз унутрашњост или спољашњост кружнице?
Права пролази искључиво кроз спољашњост кружнице. Све тачке те праве налазе се на растојању већем од полупречника у односу на центар.
Тетива кружнице је дуж која спаја било које две тачке на тој кружници.
Пречник је најдужа тетива и то је она тетива која пролази кроз центар кружнице.
Пречник (\( d \)) је два пута дужи од полупречника (\( r \)): \[ d = 2r \]
Кружни лук је део кружнице између две њене тачке. Пречник дели кружницу на два једнака кружна лука који се називају полукружнице.
Ако је полупречник кружнице \( 3,5 \text{ cm} \), колика је дужина њене најдуже тетиве?
Најдужа тетива је пречник кружнице. \[ d = 2r = 2 \cdot 3,5 \text{ cm} = 7 \text{ cm} \]
Две кружнице могу имати највише две заједничке тачке. Ако имају само једну заједничку тачку, кажемо да се додирују.
Додиривање споља: Растојање између центара (\( O_1 \) и \( O_2 \)) једнако је збиру њихових полупречника. \[ O_1O_2 = r_1 + r_2 \]
Додиривање изнутра: Растојање између центара једнако је разлици њихових полупречника (већег и мањег). \[ O_1O_2 = r_1 - r_2 \quad (r_1 > r_2) \]
Два примера односа кружница: 1. Две кружнице једна поред друге које се додирују у једној тачки (растојање центара је r1+r2). 2. Мања кружница унутар веће које се додирују у једној тачки на рубу (растојање центара је r1-r2).
Концентричне кружнице су кружнице које имају заједнички центар, али различите полупречнике. Оне немају заједничких тачака.
Дате су кружнице \( k_1(O_1, 5 \text{ cm}) \) и \( k_2(O_2, 3 \text{ cm}) \). Ако је растојање између њихових центара \( 8 \text{ cm} \), у каквом су оне односу?
Пошто је \( r_1 + r_2 = 5 \text{ cm} + 3 \text{ cm} = 8 \text{ cm} \), а то је једнако растојању између центара (\( O_1O_2 \)), ове две кружнице се додирују споља.

Задаци за вежбање

Лак: Задата је кружница \( k(O, 4 \text{ cm}) \). Дате су тачке \( A \), \( B \) и \( C \) чија су растојања од центра редом \( OA = 3 \text{ cm} \), \( OB = 4 \text{ cm} \) и \( OC = 6 \text{ cm} \). Која тачка припада кружници, која је унутрашња, а која спољашња?
  • Тачка \( A \) је унутрашња јер је \( 3 \text{ cm} < 4 \text{ cm} \).
  • Тачка \( B \) припада кружници јер је \( 4 \text{ cm} = 4 \text{ cm} \).
  • Тачка \( C \) је спољашња јер је \( 6 \text{ cm} > 4 \text{ cm} \).
Средњи: Дат је круг \( K(O, 7 \text{ cm}) \) и тачка \( P \) која се налази на растојању од \( 10 \text{ cm} \) од центра \( O \). Израчунај најкраће и најдуже растојање од тачке \( P \) до кружнице.
Тачка се налази ван круга.
  • Најкраће растојање добијамо када од растојања до центра одузмемо полупречник:
    \( 10 \text{ cm} - 7 \text{ cm} = 3 \text{ cm} \)
  • Најдуже растојање добијамо када на растојање до центра додамо полупречник:
    \( 10 \text{ cm} + 7 \text{ cm} = 17 \text{ cm} \)
Тежак: Две кружнице се додирују изнутра. Растојање између њихових центара је \( 6 \text{ cm} \). Ако је полупречник мање кружнице \( 4 \text{ cm} \), колики је пречник веће кружнице?
Када се кружнице додирују изнутра, важи правило: \[ O_1O_2 = r_1 - r_2 \] У овом случају је \( O_1O_2 = 6 \text{ cm} \) и \( r_2 = 4 \text{ cm} \). \[ 6 \text{ cm} = r_1 - 4 \text{ cm} \] \[ r_1 = 6 \text{ cm} + 4 \text{ cm} = 10 \text{ cm} \] Полупречник веће кружнице је \( 10 \text{ cm} \). Задатак тражи пречник веће кружнице: \[ d = 2 \cdot r_1 = 2 \cdot 10 \text{ cm} = 20 \text{ cm} \]

Савладај
домаћи
уз хиљаде решења, лекција и тестова: