W. Guzicki Zadanie 21 z Informatora Maturalnego poziom rozszerzony 1

Podobne dokumenty
PODSTAWOWE KONSTRUKCJE GEOMETRYCZNE

Geometria analityczna

Zestaw Obliczyć objętość równoległościanu zbudowanego na wektorach m, n, p jeśli wiadomo, że objętość równoległościanu zbudowanego na wektorach:

11. Znajdż równanie prostej prostopadłej do prostej k i przechodzącej przez punkt A = (2;2).

FUNKCJA LINIOWA. A) B) C) D) Wskaż, dla którego funkcja liniowa określona wzorem jest stała. A) B) C) D)

M10. Własności funkcji liniowej

Notatki przygotowawcze dotyczące inwersji na warsztaty O geometrii nieeuklidesowej hiperbolicznej Wrocław, grudzień 2013

7. PLANIMETRIA.GEOMETRIA ANALITYCZNA

Geometria analityczna - przykłady

MATURA Powtórka do matury z matematyki. Część VIII: Geometria analityczna ODPOWIEDZI. Organizatorzy: MatmaNa6.pl, naszemiasto.

W. Guzicki Zadanie 28 z Informatora Maturalnego poziom rozszerzony 1

KLUCZ PUNKTOWANIA ODPOWIEDZI

FUNKCJA LINIOWA - WYKRES

Odległośc w układzie współrzędnych. Środek odcinka.

Prosta i płaszczyzna w przestrzeni

GEOMETRIA ANALITYCZNA. Poziom podstawowy

KONKURS ZOSTAŃ PITAGORASEM MUM. Podstawowe własności figur geometrycznych na płaszczyźnie

Projekt Zobaczę-dotknę-wiem i umiem, dofinansowany przez Fundację mbanku w partnerstwie z Fundacją Dobra Sieć

1) 2) 3) 5) 6) 7) 8) 9) 10) 11) 12) 13) 14) 15) 16) 17) 18) 19) 20) 21) 22) 23) 24) 25)

FUNKCJA LINIOWA - WYKRES. y = ax + b. a i b to współczynniki funkcji, które mają wartości liczbowe

GEOMETRIA ELEMENTARNA

ZADANIA NA DOWODZENIE GEOMETRIA, cz. II Wojciech Guzicki

Propozycje rozwiązań zadań z matematyki - matura rozszerzona

Matematyka licea ogólnokształcące, technika

Dwie proste mogą być względem siebie prostopadłe, równoległe albo przecinać się pod kątem innym niż prosty..

Układy równań i nierówności

A. fałszywa dla każdej liczby x.b. prawdziwa dla C. prawdziwa dla D. prawdziwa dla

ZAGADNIENIA PROGRAMOWE I WYMAGANIA EDUKACYJNE DO TESTU PRZYROSTU KOMPETENCJI Z MATEMATYKI DLA UCZNIA KLASY II

FIGURY I PRZEKSZTAŁCENIA GEOMETRYCZNE

PRÓBNA MATURA ZADANIA PRZYKŁADOWE

Wskazówki do zadań testowych. Matura 2016

Wykład 16. P 2 (x 2, y 2 ) P 1 (x 1, y 1 ) OX. Odległość tych punktów wyraża się wzorem: P 1 P 2 = (x 1 x 2 ) 2 + (y 1 y 2 ) 2

Inwersja w przestrzeni i rzut stereograficzny zadania

Równania prostych i krzywych; współrzędne punktu

PRÓBNA MATURA ZADANIA PRZYKŁADOWE

= [6; 2]. Wyznacz wierzchołki tego równoległoboku.

Krzywe stożkowe Lekcja VI: Parabola

Funkcja liniowa i prosta podsumowanie

ODLEGŁOŚĆ NA PŁASZCZYŹNIE - SPRAWDZIAN

Algebra z geometrią analityczną zadania z odpowiedziami

Planimetria Uczeń: a) stosuje zależności między kątem środkowym i kątem wpisanym, b) korzysta z własności stycznej do okręgu i własności okręgów

2.Piszemy równanie prostej przechodzącej przez dwa punkty P i S

Geometria. Hiperbola

Arkusz maturalny nr 2 poziom podstawowy ZADANIA ZAMKNIĘTE. Rozwiązania. Wartość bezwzględna jest odległością na osi liczbowej.

Ćwiczenia z Geometrii I, czerwiec 2006 r.

FUNKCJA LINIOWA, RÓWNANIA I UKŁADY RÓWNAŃ LINIOWYCH

METODY KONSTRUKCJI ZA POMOCĄ CYRKLA. WYKŁAD 1 Czas: 45

Algebra z geometrią analityczną zadania z odpowiedziami

FUNKCJA LINIOWA. Zadanie 1. (1 pkt) Na rysunku przedstawiony jest fragment wykresu pewnej funkcji liniowej y = ax + b.

Matematyka rozszerzona matura 2017

MECHANIKA 2 RUCH POSTĘPOWY I OBROTOWY CIAŁA SZTYWNEGO. Wykład Nr 2. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

Ekoenergetyka Matematyka 1. Wykład 6.

Scenariusz lekcji. 1. Informacje wstępne: Data: 27 maja 2013r.

ALGEBRA Z GEOMETRIĄ ANALITYCZNĄ zadania z odpowiedziami

Geometria. Rozwiązania niektórych zadań z listy 2

FUNKCJA LINIOWA, OKRĘGI

Egzamin ustny z matematyki semestr II Zakres wymaganych wiadomości i umiejętności

Propozycje rozwiązań zadań otwartych z próbnej matury rozszerzonej przygotowanej przez OPERON.

Krzywe stożkowe Lekcja II: Okrąg i jego opis w różnych układach współrzędnych

Indukcja matematyczna

MECHANIKA 2 KINEMATYKA. Wykład Nr 5 RUCH KULISTY I RUCH OGÓLNY BRYŁY. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY

Próbny egzamin maturalny z matematyki Poziom rozszerzony

Laboratorium z Podstaw Programowania Zajęcia 1

PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY

PLANIMETRIA CZYLI GEOMETRIA PŁASZCZYZNY CZ. 1

XI Olimpiada Matematyczna Gimnazjalistów

Klasa III technikum Egzamin poprawkowy z matematyki sierpień I. CIĄGI LICZBOWE 1. Pojęcie ciągu liczbowego. b) a n =

Algebra z geometrią analityczną zadania z odpowiedziami

? 14. Dana jest funkcja. Naszkicuj jej wykres. Dla jakich argumentów funkcja przyjmuje wartości dodatnie? 15. Dana jest funkcja f x 2 a x

PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY

Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu. Egzamin wstępny z matematyki

FUNKCJA KWADRATOWA. Wykresem funkcji kwadratowej jest parabola o wierzchołku w punkcie W = (p, q), gdzie

Przykładowy zestaw zadań nr 2 z matematyki Odpowiedzi i schemat punktowania poziom rozszerzony

Zadania do samodzielnego rozwiązania zestaw 11

UZUPEŁNIA ZDAJĄCY miejsce na naklejkę

Treści zadań Obozu Naukowego OMG

EGZAMIN MATURALNY Z MATEMATYKI POZIOM PODSTAWOWY 5 MAJA Godzina rozpoczęcia: 9:00. Czas pracy: 170 minut. Liczba punktów do uzyskania: 50

RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE WYKŁAD 14

UZUPEŁNIA ZDAJĄCY miejsce na naklejkę

MATEMATYKA ZBIÓR ZADAŃ MATURALNYCH. Lata Poziom podstawowy. Uzupełnienie Zadania z sesji poprawkowej z sierpnia 2019 r.

Rozwiązania zadań. Arkusz Maturalny z matematyki nr 1 POZIOM ROZSZERZONY. Aby istniały dwa różne pierwiastki równania kwadratowego wyróżnik

Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

LX Olimpiada Matematyczna

PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z NOWĄ ERĄ

Regionalne Koło Matematyczne

1. ODPOWIEDZI DO ZADAŃ TESTOWYCH

UZUPEŁNIA ZDAJĄCY miejsce na naklejkę

ZADANIA MATURALNE - ANALIZA MATEMATYCZNA - POZIOM ROZSZERZONY Opracowała - mgr Danuta Brzezińska. 2 3x. 2. Sformułuj odpowiedź.

I Liceum Ogólnokształcące w Warszawie

========================= Zapisujemy naszą funkcję kwadratową w postaci kanonicznej: 2

Przykładowe rozwiązania zadań. Próbnej Matury 2014 z matematyki na poziomie rozszerzonym

KLUCZ PUNKTOWANIA ODPOWIEDZI

Matura próbna 2014 z matematyki-poziom podstawowy

ALGEBRA z GEOMETRIA, ANALITYCZNA,

LXI Olimpiada Matematyczna

LUBELSKA PRÓBA PRZED MATURĄ 09 MARCA Kartoteka testu. Maksymalna liczba punktów. Nr zad. Matematyka dla klasy 3 poziom podstawowy

Definicja i własności wartości bezwzględnej.

LXIX Olimpiada Matematyczna Rozwiązania zadań konkursowych zawodów stopnia trzeciego 18 kwietnia 2018 r. (pierwszy dzień zawodów)

Transkrypt:

W. Guzicki Zadanie 21 z Informatora Maturalnego poziom rozszerzony 1 Zadanie 21. krąg o środku S = (3, 2) leży wewnątrz okręgu o równaniu (x 6) 2 + (y 8) 2 = 100 i jest do niego styczny. Wyznacz równanie prostej stycznej do obu okręgów. rzed rozwiązaniem tego zadania przypomnijmy, jak mogą być położone dwa okręgi. rzypuśćmy zatem, że mamy dany okrąg o środku w punkcie i promieniu R oraz drugi okrąg o środku w punkcie i promieniu r. Załóżmy ponadto, że r R oraz że odległość środków tych okręgów (czyli długość odcinka ) jest równa d. Mamy wówczas następujące możliwe położenia tych okręgów: jeśli d = 0 (tzn. = ) oraz R = r, to okręgi pokrywają się (czyli tak naprawdę mamy do czynienia z jednym okręgiem, jeśli d = 0 (tzn. = ) oraz R > r, to okręgi są współśrodkowe i okrąg o promieniu r leży w całości wewnątrz okręgu o promieniu R, = jeśli 0 < d < R r, to okrąg o promieniu r leży w całości wewnątrz okręgu o promieniu R (mówimy wtedy, że okręgi są rozłączne wewnętrznie), jeśli 0 < d = R r, to okrąg o promieniu r jest wewnętrznie styczny do okręgu o promieniu R (na rysunku punkt jest punktem styczności),

W. Guzicki Zadanie 21 z Informatora Maturalnego poziom rozszerzony 2 jeśli R r < d < R + r, to okręgi mają dwa punkty wspólne (na rysunku są to punkty i B), B jeśli d = R+r, to okręgi są styczne wewnętrznie (na rysunku punkt jest punktem styczności), jeśli d > R+r, to okrąg o promieniu r leży w całości na zewnątrz okręgu o promieniu R i na odwrót (mówimy wtedy, że okręgi są rozłączne zewnętrznie). Następnie przypomnijmy, że punkt styczności jest współliniowy ze środkami obu okręgów oraz wspólna styczna do tych okręgów jest prostopadła do prostej przechodzącej przez środki obu okręgów.

W. Guzicki Zadanie 21 z Informatora Maturalnego poziom rozszerzony 3 Jeśli dwa okręgi mają dwa punkty wspólne i B, to prosta przechodząca przez środki tych okręgów jest prostopadła do prostej B i przecina odcinek B w środku. B Następnie zajmijmy się własnościami równań prostej i okręgu. rzypuśćmy, że dana jest prosta k o równaniu postaci ax + by = c. Wówczas wektor o współrzędnych [a, b] jest prostopadły do prostej k. W szczególności, jeśli dane są dwa punkty = (a, b) i = (c, d), to wektor ma współrzędne = [c a, d b]. Stąd wynika, że dla dowolnej liczby rzeczywistej t prosta o równaniu (c a)x + (d b)y = t jest prostopadła do wektora, a więc i do prostej. rzypuśćmy teraz, że dane są dwa okręgi. ierwszy ma środek w punkcie = (a, b) i promień równy R. Drugi ma środek w punkcie = (c, d) i promień równy r. ierwszy okrąg ma zatem równanie (x a) 2 + (y b) 2 = R 2. Drugi okrąg ma równanie (x c) 2 + (y d) 2 = r 2. dejmijmy stronami te równania: (x a) 2 (x c) 2 + (y b) 2 (y d) 2 = R 2 r 2. rzekształćmy to równanie: (x 2 2ax + a 2 ) (x 2 2cx + c 2 ) + (y 2 2by + b 2 ) (y 2 2dy + d 2 ) = R 2 r 2, x 2 2ax + a 2 x 2 + 2cx c 2 + y 2 2by + b 2 y 2 + 2dy d 2 = R 2 r 2, 2ax + a 2 + 2cx c 2 2by + b 2 + 2dy d 2 = R 2 r 2, 2ax + 2cx 2by + 2dy = R 2 r 2 + c 2 + d 2 a 2 b 2, 2(c a)x + 2(d b)y = R 2 r 2 + c 2 + d 2 a 2 b 2, (c a)x + (d b)y = 1 2 (R2 r 2 + c 2 + d 2 a 2 b 2 ).

W. Guzicki Zadanie 21 z Informatora Maturalnego poziom rozszerzony 4 trzymaliśmy równanie prostej prostopadłej do prostej. Takich prostych jest jednak nieskończenie wiele. Chcemy wiedzieć, z którą z tych prostych mamy tu do czynienia. rzypuśćmy teraz, że punkt = (x 0, y 0 ) jest punktem wspólnym tych dwóch okręgów (tzn. jest punktem styczności lub jednym z dwóch punktów przecięcia tych okręgów). Wówczas współrzędne punktu spełniają oba równania: (x 0 a) 2 + (y 0 b) 2 = R 2 oraz (x 0 c) 2 + (y 0 d) 2 = r 2. Zatem (x 0 a) 2 (x 0 c) 2 + (y 0 b) 2 (y 0 d) 2 = R 2 r 2. o przekształceniach, takich jak wyżej, otrzymamy (c a)x 0 + (d b)y 0 = 1 2 (R2 r 2 + c 2 + d 2 a 2 b 2 ). Zatem współrzędne punktu spełniają równanie prostej, które otrzymaliśmy wyżej. To dowodzi następującej własności równań dwóch okręgów. Własność. rzypuśćmy, że okręgi o równaniach (x a) 2 + (y b) 2 = R 2 oraz (x c) 2 + (y d) 2 = r 2 są styczne lub przecinają się w dwóch punktach. rosta o równaniu (c a)x + (d b)y = 1 2 (R2 r 2 + c 2 + d 2 a 2 b 2 ) (otrzymanym przez odjęcie stronami równań obu okręgów) jest styczna do obu okręgów (w przypadku, gdy te okręgi są styczne) lub przechodzi przez punkty przecięcia obu okręgów (w przypadku, gdy te okręgi przecinają się w dwóch punktach). W przypadku, gdy rozważane okręgi są rozłączne (wewnętrznie lub zewnętrznie), otrzymujemy równanie tzw. osi potęgowej tych okręgów; tym przypadkiem nie będziemy się tu jednak zajmowali. Teraz przejdźmy do rozwiązania zadania 21. Rozwiązanie. Najpierw znajdujemy równanie okręgu o środku S. krąg o równaniu (x 6) 2 + (y 8) 2 = 100 ma środek w punkcie o współrzędnych (6, 8) i promień równy R = 10. bliczamy odległość środków obu okręgów: d 2 = (6 3) 2 + (8 2) 2 = 3 2 + 6 2 = 9 + 36 = 45, czyli d = 45 = 3 5. onieważ okręgi są styczne wewnętrznie, więc promień r okręgu o środku S obliczamy z równania d = R r,

W. Guzicki Zadanie 21 z Informatora Maturalnego poziom rozszerzony 5 czyli 3 5 = 10 r. Stąd r = 10 3 5. Równanie okręgu o środku S ma zatem postać (x 3) 2 + (y 2) 2 = (10 3 5) 2, czyli (x 3) 2 + (y 2) 2 = 145 60 5. Teraz wystarczy odjąć stronami oba równania: (x 3) 2 (x 6) 2 + (y 2) 2 (y 8) 2 = 145 60 5 100. Upraszczamy to równanie: x 2 6x + 9 x 2 + 12x 36 + y 2 4y + 4 y 2 + 16y 64 = 45 60 5, 6x + 9 + 12x 36 4y + 4 + 16y 64 = 45 60 5, 6x + 12y + 13 100 = 45 60 5, 6x + 12y = 100 + 45 13 60 5, 6x + 12y = 132 60 5, x + 2y = 22 10 5. Zatem równanie prostej stycznej do obu okręgów ma postać x + 2y = 22 10 5. To kończy rozwiązanie zadania.