|
ریاضی دوازدهم صفحه 136 - تمرین 1
۱) در حالتهای زیر، معادله دایره را بنویسید :
الف) دایرهای به مرکز مبدأ مختصات و شعاع ۲.
ب) دایرهای به مرکز مبدأ مختصات و شعاع $r$.
پ) دایرهای که از نقطه $(3, -1)$ بگذرد و مرکز آن $(2, -1)$ باشد.
پاسخ تشریحی و گام به گام ریاضی دوازدهم صفحه 136 - تمرین 1
سلام به شما دانشآموزان عزیز. برای نوشتن معادله یک دایره، به دو جز اصلی نیاز داریم: **مختصات مرکز دایره** $(h, k)$ و **اندازه شعاع** ($r$).
فرمول کلی معادله دایره به صورت زیر است:
$(x - h)^2 + (y - k)^2 = r^2$
**حل بخش الف:**
در این قسمت مرکز دایره مبدأ مختصات $(0, 0)$ و شعاع آن $2$ است. با جایگذاری در فرمول داریم:
$(x - 0)^2 + (y - 0)^2 = 2^2$
$x^2 + y^2 = 4$
**حل بخش ب:**
مشابه قسمت قبل، مرکز مبدأ $(0, 0)$ است اما شعاع را به صورت پارامتری $r$ در نظر میگیریم:
$x^2 + y^2 = r^2$
**حل بخش پ:**
ابتدا باید **شعاع** را به دست آوریم. شعاع دایره، فاصله مرکز تا هر نقطهای روی دایره است.
مرکز: $O(2, -1)$ ، نقطه روی دایره: $A(3, -1)$
فرمول فاصله دو نقطه: $r = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2}$
$r = \sqrt{(3 - 2)^2 + (-1 - (-1))^2} = \sqrt{1^2 + 0^2} = 1$
حالا با داشتن مرکز $(2, -1)$ و شعاع $r = 1$، معادله را مینویسیم:
$(x - 2)^2 + (y - (-1))^2 = 1^2$
$(x - 2)^2 + (y + 1)^2 = 1$
ریاضی دوازدهم صفحه 136 - تمرین 2
۲) با تکمیل جدول، وضعیت هر نقطه را نسبت به دایره مشخص کنید :
| معادله دایره | شعاع و مختصات مرکز دایره | نقاط | وضعیت نسبت به دایره |
| :--- | :--- | :--- | :--- |
| $(x + 2)^2 + (y - 3)^2 = 4$ | .................... | $A(1, 1)$ | .................... |
| | | $B(0, 3)$ | .................... |
| | | $C(-2, 4)$ | .................... |
| .................... | دایره به مرکز $(-2, 1)$ و شعاع $3$ | | بیرون دایره |
پاسخ تشریحی و گام به گام ریاضی دوازدهم صفحه 136 - تمرین 2
برای تعیین وضعیت یک نقطه نسبت به دایره، مختصات نقطه را در معادله دایره قرار میدهیم:
۱. اگر حاصل برابر $r^2$ شد، نقطه **روی دایره** است.
۲. اگر حاصل بزرگتر از $r^2$ شد، نقطه **بیرون دایره** است.
۳. اگر حاصل کوچکتر از $r^2$ شد، نقطه **درون دایره** است.
**تحلیل ردیف اول:**
معادله: $(x + 2)^2 + (y - 3)^2 = 4$
مرکز: $O(-2, 3)$ و شعاع: $r = 2$ (چون $r^2 = 4$)
* **نقطه $A(1, 1)$:**
$(1 + 2)^2 + (1 - 3)^2 = 3^2 + (-2)^2 = 9 + 4 = 13$
چون $13 > 4$ است، نقطه $A$ **بیرون دایره** قرار دارد.
* **نقطه $B(0, 3)$:**
$(0 + 2)^2 + (3 - 3)^2 = 2^2 + 0^2 = 4$
چون حاصل دقیقاً برابر $4$ شد، نقطه $B$ **روی دایره** قرار دارد.
* **نقطه $C(-2, 4)$:**
$(-2 + 2)^2 + (4 - 3)^2 = 0^2 + 1^2 = 1$
چون $1 < 4$ است، نقطه $C$ **درون دایره** قرار دارد.
**تحلیل ردیف دوم:**
مرکز $(-2, 1)$ و شعاع $3$ است.
معادله دایره: $(x + 2)^2 + (y - 1)^2 = 9$
برای اینکه وضعیتی مثل «بیرون دایره» داشته باشیم، میتوانیم هر نقطهای که فاصلهاش از مرکز بیشتر از ۳ باشد (مثلاً نقطه $(2, 1)$) را مثال بزنیم.
ریاضی دوازدهم صفحه 136 - تمرین 3
۳) اگر معادله دایرهای به شکل $(x + 1)^2 + y^2 = 4$ باشد :
الف) مختصات مرکز دایره و اندازه شعاع دایره را بنویسید.
ب) مختصات نقاط تقاطع این دایره را با محورهای مختصات پیدا کنید.
پ) شکل این دایره را رسم کنید و صحت پاسخهای خود را به کمک شکل بررسی کنید.
پاسخ تشریحی و گام به گام ریاضی دوازدهم صفحه 136 - تمرین 3
**الف) استخراج مرکز و شعاع:**
با مقایسه معادله $(x + 1)^2 + (y - 0)^2 = 4$ با فرمول استاندارد:
**مرکز دایره:** $O(-1, 0)$
**شعاع دایره:** $r = \sqrt{4} = 2$
**ب) یافتن نقاط تقاطع:**
* **تقاطع با محور $x$ها ($y=0$):**
$(x + 1)^2 + 0^2 = 4 \Rightarrow (x + 1)^2 = 4 \Rightarrow x + 1 = \pm 2$
۱) $x + 1 = 2 \Rightarrow x = 1 \Rightarrow (1, 0)$
۲) $x + 1 = -2 \Rightarrow x = -3 \Rightarrow (-3, 0)$
* **تقاطع با محور $y$ها ($x=0$):**
$(0 + 1)^2 + y^2 = 4 \Rightarrow 1 + y^2 = 4 \Rightarrow y^2 = 3 \Rightarrow y = \pm\sqrt{3}$
نقاط تقاطع: $(0, \sqrt{3})$ و $(0, -\sqrt{3})$
**پ) رسم شکل:**
برای رسم، ابتدا مرکز را در $(-1, 0)$ مشخص کنید. سپس به اندازه ۲ واحد در چهار جهت اصلی حرکت کنید تا دایره ترسیم شود. مشاهده خواهید کرد که دایره محور $x$ها را در $1$ و $-3$ قطع میکند که با محاسبات ما کاملاً همخوانی دارد.
ریاضی دوازدهم صفحه 136 - تمرین 4
۴) معادله دایرههای زیر را بنویسید :
[تصویر دو دایره در دستگاه مختصات شطرنجی]
دایره سمت راست: مرکز در نقطه $(2, -2)$ قرار دارد و شعاع آن ۳ واحد است.
دایره سمت چپ: مرکز در نقطه $(0, 2)$ قرار دارد و شعاع آن ۴ واحد است.
پاسخ تشریحی و گام به گام ریاضی دوازدهم صفحه 136 - تمرین 4
در این تمرین باید از روی نمودار، مرکز و شعاع را تشخیص داده و معادله را بنویسیم.
**تحلیل دایره سمت راست:**
با شمارش خانههای شطرنجی، مرکز دایره در مختصات $O(2, -2)$ قرار دارد.
فاصله مرکز تا لبه دایره ۳ خانه است، پس شعاع $r = 3$ میباشد.
معادله: $(x - 2)^2 + (y - (-2))^2 = 3^2$
**$(x - 2)^2 + (y + 2)^2 = 9$**
**تحلیل دایره سمت چپ:**
مرکز این دایره روی محور $y$ها و در نقطه $O(0, 2)$ است.
با شمارش خانهها از مرکز تا محیط دایره، شعاع $r = 4$ واحد است.
معادله: $(x - 0)^2 + (y - 2)^2 = 4^2$
**$x^2 + (y - 2)^2 = 16$**
محمد مهدی جلیلیان
1405/02/05
عالی