Cómo encontrar el radio de un círculo en un plano

Sabiendo que la línea toca el perímetro, sabemos que forma ángulos de 90 ° con el radio.

Y cuando tienes dos lineas

[matemáticas] y = a_1 x + b_1 [/ matemáticas]

[matemáticas] y = a_2 x + b_2 [/ matemáticas]

son perpendiculares entre sí si [matemática] a_1 * a_2 = -1 [/ matemática]

entonces hay alguna línea

[matemática] y = ax + b [/ matemática]

que pasa por el punto [math] (0, 0) [/ math] y es perpendicular a la línea dada:

[matemáticas] 4y + 3x – 15 = 0 [/ matemáticas]

[matemáticas] 4y = -3x + 15 [/ matemáticas]

[matemáticas] y = – \ dfrac {3} {4} x + \ dfrac {15} {4} [/ matemáticas]

Al ser líneas perpendiculares, el producto de sus pendientes es [matemática] -1 [/ matemática]:

[matemáticas] a * (- \ dfrac {3} {4}) = -1 [/ matemáticas]

[matemáticas] a = \ dfrac {4} {3} [/ matemáticas]

Hay varias formas de encontrar la constante de la línea, y una de ellas es que la constante es el valor de la línea en [math] x = 0 [/ math]. Como sabemos que la línea pasa por [math] (0, 0) [/ math] sabemos que el valor de la línea en [math] x = 0 [/ math] es [math] 0 [/ math].

Por lo tanto, la línea que describe el radio que estamos buscando es:

[matemáticas] y = \ dfrac {4} {3} x [/ matemáticas]

Para encontrar el radio, desea encontrar la longitud del segmento de línea desde el centro del círculo hasta la circunferencia. Encontramos esto al encontrar el cruce entre la línea que describe el radio y la línea dada, ya que se encuentran en la circunferencia del círculo.

[matemáticas] y = \ dfrac {4} {3} x [/ matemáticas] y [matemáticas] y = – \ dfrac {3} {4} x + \ dfrac {15} {4} [/ matemáticas]

[matemáticas] \ dfrac {4} {3} x = – \ dfrac {3} {4} x + \ dfrac {15} {4} [/ matemáticas]

[matemáticas] \ dfrac {4} {3} x + \ dfrac {3} {4} x = \ dfrac {15} {4} [/ matemáticas]

[matemáticas] \ dfrac {16} {12} x + \ dfrac {9} {12} x = \ dfrac {15} {4} [/ matemáticas]

[matemáticas] \ dfrac {25} {12} x = \ dfrac {15} {4} [/ matemáticas]

[matemáticas] x = \ dfrac {15} {4} \ veces \ dfrac {12} {25} [/ matemáticas]

[matemáticas] x = \ dfrac {180} {100} [/ matemáticas]

[matemáticas] x = \ dfrac {9} {5} [/ matemáticas]

Las líneas se encuentran en [math] x = \ dfrac {9} {5} [/ math] que da [math] y = \ dfrac {4} {3} \ times \ dfrac {9} {5} = \ dfrac { 36} {15} = \ dfrac {12} {5}. [/ Matemáticas]

Lo que da el punto [matemáticas] (\ dfrac {9} {5}, \ dfrac {12} {5}) [/ matemáticas].

La longitud entre un punto [math] (a, b) [/ math] y el origen es [math] \ sqrt {a ^ 2 + b ^ 2} [/ math]

Por lo tanto, la longitud entre el punto [matemáticas] (\ dfrac {9} {5}, \ dfrac {12} {5}) [/ matemáticas] y el origen es:

[matemáticas] \ sqrt {(\ frac {9} {5}) ^ 2 + (\ frac {12} {5}) ^ 2} [/ matemáticas]

[matemáticas] = \ \ sqrt {\ frac {81} {25} + \ frac {144} {25}} [/ matemáticas]

[matemáticas] = \ \ sqrt {\ frac {225} {25}} [/ matemáticas]

[matemáticas] = \ \ sqrt {9} [/ matemáticas]

[matemáticas] = \ 3 [/ matemáticas]

Y dado que el origen es el centro del círculo y el punto está en la circunferencia, la longitud entre ellos es el radio. Por lo tanto, el radio = 3.

QED

La línea 4y + 3x-15 = 0 . es una tangente al círculo dado en el problema.

Entonces, el radio del círculo es la distancia desde el centro del círculo (0,0) hasta la línea tangente ( 4y + 3x-15 = 0. )

Desde los principios de la geometría de coordenadas, la distancia desde un punto (x1, y1) a una línea ax + by + c = 0 es (| ax1 + by1 + c |) / (a ​​^ 2 + b ^ 2) ^ (1 / 2)

(ax1 + by1 + c) / (raíz cuadrada de un cuadrado + b cuadrado) – en lenguaje simple 🙂

(x1, y1) = (0,0) ya que el centro es el origen.

sustituyendo aquí obtenemos 15 / (3 ^ 2 + 4 ^ 2) ^ (1/2)

= 15/5

= 3

Así es como el radio es 3.

“Supuse que el radio tendrá la ecuación y = x”.

Cualquier línea que conecte el

centro y cualquier punto en el círculo es el radio.

Según su descripción en la pregunta, calculó la distancia entre el origen y el punto de intersección de 4y + 3x-15 = 0 e y = x.

La intersección de 4y + 3x-15 = 0 e y = x, incluso puede no estar en el círculo.

Entonces, la distancia entre el origen y este punto no dará el radio 🙂

Perdón por la imagen áspera y cruda 🙂

La pregunta es fácil como una nuez, y no hay matemáticas hardcore involucradas. El único concepto en esta pregunta es que debe darse cuenta de que la distancia perpendicular de una tangente desde el centro es igual al radio del círculo.

Como [matemática] 4y + 3x-15 = 0 [/ matemática] toca el perímetro, o más precisamente la circunferencia, es una tangente al círculo.

Distancia perpendicular de la tangente desde el centro [matemática] (0,0) = [/ matemática] [matemática] \ media \ izquierda (\ frac {4 {y} _ {1} +3 {x} _ {1} – 15} {\ sqrt {{4} ^ {2} + {3} ^ {2}}} \ right) \ mid [/ math]

= [matemáticas] \ mid \ frac {4 * 0 + 3 * 0-15} {\ sqrt {{4} ^ {2} + {3} ^ {2}}} \ mid [/ matemáticas]

= [matemáticas] \ frac {15} {5} [/ matemáticas]

que es igual a 3, como se indica en la respuesta.