Esercizi sulla Circonferenza in Geometria Analitica

Esercizi sulla Circonferenza in Geometria Analitica +Esercizi sulla Circonferenza in Geometria Analitica
+Esercizi sulla Circonferenza in Geometria Analitica

Versione italiana

Esercizi sulla Circonferenza in Geometria Analitica

La circonferenza è un insieme di punti nel piano che sono equidistanti da un punto fisso chiamato centro. La distanza costante è chiamata raggio.

Concetti Chiave

  1. Equazione della circonferenza: L’equazione generale di una circonferenza con centro C(h, k)C(h,k)C(h, k) e raggio rrr è data da:
    (x - h)^2 + (y - k)^2 = r^2 (xh)2+(yk)2=r2 (x - h)^2 + (y - k)^2 = r^2

  2. Centro e raggio:

    • Il centro CCC è il punto (h, k)(h,k)(h, k).
    • Il raggio rrr è la distanza dal centro a qualsiasi punto sulla circonferenza.
  3. Punti sulla circonferenza: Un punto P(x_0, y_0)P(x0,y0)P(x_0, y_0) appartiene alla circonferenza se soddisfa l’equazione della circonferenza.

  4. Distanza tra due punti: La distanza ddd tra due punti A(x_1, y_1)A(x1,y1)A(x_1, y_1) e B(x_2, y_2)B(x2,y2)B(x_2, y_2) è data da:
    d = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2} d=(x2x1)2+(y2y1)2 d = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2}

Esercizi

Esercizio 1: Trovare l’equazione della circonferenza

Problema: Trova l’equazione della circonferenza con centro C(2, -3)C(2,3)C(2, -3) e raggio r = 4r=4r = 4.

Soluzione:

Utilizzando la formula dell’equazione della circonferenza:

(x - h)^2 + (y - k)^2 = r^2
(xh)2+(yk)2=r2(x - h)^2 + (y - k)^2 = r^2

Sostituendo h = 2h=2h = 2, k = -3k=3k = -3 e r = 4r=4r = 4:

(x - 2)^2 + (y + 3)^2 = 4^2
(x2)2+(y+3)2=42(x - 2)^2 + (y + 3)^2 = 4^2

L’equazione della circonferenza è:

(x - 2)^2 + (y + 3)^2 = 16
(x2)2+(y+3)2=16(x - 2)^2 + (y + 3)^2 = 16

Esercizio 2: Verificare se un punto appartiene alla circonferenza

Problema: Verifica se il punto P(2, 1)P(2,1)P(2, 1) appartiene alla circonferenza definita dall’equazione (x - 2)^2 + (y + 3)^2 = 16(x2)2+(y+3)2=16(x - 2)^2 + (y + 3)^2 = 16.

Soluzione:

Sostituiamo le coordinate del punto P(2, 1)P(2,1)P(2, 1) nell’equazione della circonferenza:

(2 - 2)^2 + (1 + 3)^2 = 16
(22)2+(1+3)2=16(2 - 2)^2 + (1 + 3)^2 = 16

Calcoliamo:

0^2 + 4^2 = 16 \implies 0 + 16 = 16
02+42=16    0+16=160^2 + 4^2 = 16 \implies 0 + 16 = 16

Poiché l’equazione è vera, il punto P(2, 1)P(2,1)P(2, 1) appartiene alla circonferenza.

Esercizio 3: Trovare il centro e il raggio dalla forma generale

Problema: Trova il centro e il raggio della circonferenza data dall’equazione x^2 + y^2 - 4x + 6y - 12 = 0x2+y24x+6y12=0x^2 + y^2 - 4x + 6y - 12 = 0.

Soluzione:

  1. Riscriviamo l’equazione in forma standard completando i quadrati.

    Iniziamo con:
    x^2 - 4x + y^2 + 6y = 12 x24x+y2+6y=12 x^2 - 4x + y^2 + 6y = 12

  2. Completiamo il quadrato per xxx e yyy:

    • Per x^2 - 4xx24xx^2 - 4x:
      x^2 - 4x = (x - 2)^2 - 4 x24x=(x2)24 x^2 - 4x = (x - 2)^2 - 4

    • Per y^2 + 6yy2+6yy^2 + 6y:
      y^2 + 6y = (y + 3)^2 - 9 y2+6y=(y+3)29 y^2 + 6y = (y + 3)^2 - 9

  3. Sostituiamo nella nostra equazione:
    (x - 2)^2 - 4 + (y + 3)^2 - 9 = 12 (x2)24+(y+3)29=12 (x - 2)^2 - 4 + (y + 3)^2 - 9 = 12

  4. Risolvendo otteniamo:
    (x - 2)^2 + (y + 3)^2 - 13 = 12 (x2)2+(y+3)213=12 (x - 2)^2 + (y + 3)^2 - 13 = 12

  5. Portiamo il termine costante dall’altra parte:
    (x - 2)^2 + (y + 3)^2 = 25 (x2)2+(y+3)2=25 (x - 2)^2 + (y + 3)^2 = 25

Ora possiamo identificare il centro e il raggio della circonferenza:

  • Centro: C(2, -3)C(2,3)C(2, -3)
  • Raggio: r = \sqrt{25} = 5r=25=5r = \sqrt{25} = 5

Esercizio 4: Distanza tra un punto e il centro della circonferenza

Problema: Calcola la distanza dal punto P(1, 1)P(1,1)P(1, 1) al centro della circonferenza C(2, -3)C(2,3)C(2, -3).

Soluzione:

Utilizziamo la formula per calcolare la distanza ddd tra i punti A(x_1, y_1)A(x1,y1)A(x_1, y_1) e B(x_2, y_2)B(x2,y2)B(x_2, y_2):

d = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2} d=(x2x1)2+(y2y1)2 d = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2}

Sostituendo A(1, 1)A(1,1)A(1, 1) e C(2, -3)C(2,3)C(2, -3):

d = \sqrt{(2 - 1)^2 + (-3 - 1)^2} d=(21)2+(31)2 d = \sqrt{(2 - 1)^2 + (-3 - 1)^2}

Calcoliamo:

d = \sqrt{(1)^2 + (-4)^2} = \sqrt{1 + 16} = \sqrt{17} \approx 4.12 d=(1)2+(4)2=1+16=174.12 d = \sqrt{(1)^2 + (-4)^2} = \sqrt{1 + 16} = \sqrt{17} \approx 4.12

La distanza dal punto P(1, 1)P(1,1)P(1, 1) al centro della circonferenza C(2, -3)C(2,3)C(2, -3) è quindi \sqrt{17}17\sqrt{17} o circa 4.124.124.12 unità.

English version

Exercises on Circumference in Analytic Geometry

Circumference is a set of points in the plane that are equidistant from a fixed point called the center. The constant distance is called radius.

Key Concepts

  1. Circumference Equation: The general equation of a circumference with center C(h, k)C(h,k)C(h, k) and radius rrr is given by:
    (x - h)^2 + (y - k)^2 = r^2 (xh)2+(yk)2=r2 (x - h)^2 + (y - k)^2 = r^2

  2. Center and radius:

  • The center CCC is the point (h, k)(h,k)(h, k).
  • The radius rrr is the distance from the center to any point on the circumference.
  1. Points on the circumference: A point P(x_0, y_0)P(x0,y0)P(x_0, y_0) belongs to the circumference if it satisfies the equation of the circumference.

  2. Distance between two points: The distance ddd between two points A(x_1, y_1)A(x1,y1)A(x_1, y_1) and B(x_2, y_2)B(x2,y2)B(x_2, y_2) is given by:
    d = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2} d=(x2x1)2+(y2y1)2 d = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2}

Exercises

Exercise 1: Find the equation of the circumference

Problem: Find the equation of the circumference with center C(2, -3)C(2,3)C(2, -3) and radius r = 4r=4r = 4.

Solution:

Using the formula of the equation of the circumference:

(x - h)^2 + (y - k)^2 = r^2
(xh)2+(yk)2=r2(x - h)^2 + (y - k)^2 = r^2

Substituting h = 2h=2h = 2, k = -3k=3k = -3 and r = 4r=4r = 4:

(x - 2)^2 + (y + 3)^2 = 4^2
(x2)2+(y+3)2=42(x - 2)^2 + (y + 3)^2 = 4^2

The equation of the circumference is:

(x - 2)^2 + (y + 3)^2 = 16
(x2)2+(y+3)2=16(x - 2)^2 + (y + 3)^2 = 16

Exercise 2: Verify if a point belongs to the circumference

Problem: Verify if the point P(2, 1)P(2,1)P(2, 1) belongs to the circumference defined by the equation (x - 2)^2 + (y + 3)^2 = 16(x2)2+(y+3)2=16(x - 2)^2 + (y + 3)^2 = 16.

Solution:

We substitute the coordinates of the point P(2, 1)P(2,1)P(2, 1) in the equation of the circumference:

(2 - 2)^2 + (1 + 3)^2 = 16
(22)2+(1+3)2=16(2 - 2)^2 + (1 + 3)^2 = 16

We calculate:

0^2 + 4^2 = 16 \implies 0 + 16 = 16
02+42=16    0+16=160^2 + 4^2 = 16 \implies 0 + 16 = 16

Since the equation is true, the point P(2, 1)P(2,1)P(2, 1) belongs to the circumference.

Exercise 3: Find the center and radius of the general form

Problem: Find the center and radius of the circumference given by the equation x^2 + y^2 - 4x + 6y - 12 = 0x2+y24x+6y12=0x^2 + y^2 - 4x + 6y - 12 = 0.

Solution:

  1. We rewrite the equation in standard form by completing the squares.

Let’s start with:
x^2 - 4x + y^2 + 6y = 12 x24x+y2+6y=12 x^2 - 4x + y^2 + 6y = 12

  1. Complete the square for xxx and yyy:
  • For x^2 - 4xx24xx^2 - 4x:
    x^2 - 4x = (x - 2)^2 - 4 x24x=(x2)24 x^2 - 4x = (x - 2)^2 - 4

  • For y^2 + 6yy2+6yy^2 + 6y:
    y^2 + 6y = (y + 3)^2 - 9 y2+6y=(y+3)29 y^2 + 6y = (y + 3)^2 - 9

  1. Substitute into our equation:
    (x - 2)^2 - 4 + (y + 3)^2 - 9 = 12 (x2)24+(y+3)29=12 (x - 2)^2 - 4 + (y + 3)^2 - 9 = 12

  2. Solving gives us:
    (x - 2)^2 + (y + 3)^2 - 13 = 12 (x2)2+(y+3)213=12 (x - 2)^2 + (y + 3)^2 - 13 = 12

  3. Carry the constant term over:
    (x - 2)^2 + (y + 3)^2 = 25 (x2)2+(y+3)2=25 (x - 2)^2 + (y + 3)^2 = 25

Now we can identify the center and the radius of the circle:

  • Center: C(2, -3)C(2,3)C(2, -3)
  • Radius: r = \sqrt{25} = 5r=25=5r = \sqrt{25} = 5

Exercise 4: Distance between a point and the center of the circle

Problem: Calculate the distance from the point P(1, 1)P(1,1)P(1, 1) to the center of the circle C(2, -3)C(2,3)C(2, -3).

Solution:

We use the formula to calculate the distance ddd between the points A(x_1, y_1)A(x1,y1)A(x_1, y_1) and B(x_2, y_2)B(x2,y2)B(x_2, y_2):

d = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2} d=(x2x1)2+(y2y1)2 d = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2}

Substituting A(1, 1)A(1,1)A(1, 1) and C(2, -3)C(2,3)C(2, -3):

d = \sqrt{(2 - 1)^2 + (-3 - 1)^2} d=(21)2+(31)2 d = \sqrt{(2 - 1)^2 + (-3 - 1)^2}

We calculate:

d = \sqrt{(1)^2 + (-4)^2} = \sqrt{1 + 16} = \sqrt{17} \approx 4.12 d=(1)2+(4)2=1+16=174.12 d = \sqrt{(1)^2 + (-4)^2} = \sqrt{1 + 16} = \sqrt{17} \approx 4.12

The distance from the point P(1, 1)P(1,1)P(1, 1) to the center of the circumference C(2, -3)C(2,3)C(2, -3) is therefore \sqrt{17}17\sqrt{17} or about 4.124.124.12 units.

Commenti