一个和弦,平面几何,是线段,一个曲线上连接两个点。包含该线段的线被称为曲线的割线。这通常是一个圆圈,但是可以在许多其他曲线上画出和弦,例如椭圆和抛物线。
在左侧的图1中,有一条曲线,点A和B都属于该曲线,A和B之间的和弦是绿色部分。右边是圆周和它的一条线,因为可以画出无穷大。
图1.左侧为任意曲线的弦,右侧为圆的弦。资料来源:维基共享资源。
在圆周上,它的直径特别有趣,也称为大弦。它是一个始终包含圆周中心并且测量半径两倍的和弦。
下图显示了半径,直径,弦长以及圆周的弧度。解决问题时正确识别每个人很重要。
图2.圆周元素。资料来源:维基共享资源。
弦长
我们可以从图3a和3b计算出一个圆的弦长。请注意,三角形始终形成有两个相等的边(等腰):线段OA和OB,其线段的半径为R。三角形的第三边是线段AB,称为C,正好是和弦的长度。
有必要画一条垂直于弦C的线以将存在于两个半径之间且其顶点为圆周中心O的角度θ一分为二。这是一个中心角-因为它的顶点是中心-并且等分线也与圆周成正切线。
立即形成两个直角三角形,其斜边尺寸为R。由于等分线及其直径将弦线分成两个相等的部分,因此可以看出,其中一条边是C的一半,如图3b。
从角度正弦的定义:
sin(θ/ 2)=右腿/斜边=(C / 2)/ R
从而:
sin(θ/ 2)= C / 2R
C = 2R sin(θ/ 2)
图3.由两个半径和一个弦长组成的三角形是等腰(图3),因为它有两个相等的边。等分线将其分为两个直角三角形(图3b)。资料来源:F。Zapata编写。
弦定理
字符串定理如下所示:
下图显示了两个相同圆周的和弦:AB和CD,它们在点P处相交。在和弦AB中,定义了段AP和PB,而在和弦CD中定义了CP和PD。因此,根据定理:
美联社。PB = CP。附言
图4.圆的和弦定理。资料来源:F. Zapata。
解决了弦乐练习
-练习1
圆的弦长为48厘米,距离中心7厘米。计算圆的面积和周长。
解
要计算圆A的面积,就知道圆周的平方就足够了,因为它是真实的:
A =π.R 2
现在,由提供的数据构成的图形是直角三角形,其腿分别为7厘米和24厘米。
图5.解决的练习的几何形状1.来源:F. Zapata。
因此,要找到R 2的值,可直接应用勾股定理c 2 = a 2 + b 2,因为R是三角形的斜边:
R 2 =(7厘米)2 +(24厘米)2 = 625厘米2
所以要求的区域是:
A =π。625厘米2 = 1963.5厘米2
关于周长或周长L,可通过以下公式计算:
L =2π。[R
替换值:
R =√625厘米2 = 25厘米
L =2π。25厘米= 157.1厘米。
-练习2
确定方程为的圆的弦长:
X 2 + Y 2 - 6× - 14Y -111 = 0
和弦中点的坐标已知为P(17/2; 7/2)。
解
和弦P的中点不属于圆周,而是和弦的端点。可以使用前面阐明的字符串定理解决该问题,但首先可以方便地以标准形式编写圆周方程,以确定其半径R和中心O。
步骤1:获得圆周的标准方程
中心为(h,k)的圆的标准方程为:
(xh)2 +(yk)2 = R 2
要获得它,您必须完成正方形:
(X 2 - 6×)+(Y 2 - 14Y)-111 = 0
请注意,6x =2。(3x)和14y =2。(7y),因此,以前的表达式是这样重写的,保持不变:
(X 2 - 6×3 + 2 -3 2)+(Y 2 - 14Y + 7 2 -7 2)-111 = 0
而现在,想起卓越的产品(AB)的定义2 = A 2 - 2AB + B 2,你可以这样写:
(X - 3)2 - 3 2 +(Y - 7)2 - 7 2 - 111 = 0
=(x-3)2 +(y-7)2 = 111 + 3 2 + 7 2 →(x-3)2 +(y-7)2 = 169
圆周的中心为(3,7),半径R =√169=13。下图显示了定理中将使用的圆周和弦的图形:
图6.分解后的练习的周长图2.来源:F. Zapata使用Mathway在线图形计算器。
步骤2:确定要在字符串定理中使用的段
根据图6,要使用的段是字符串CD和AB,它们都在点P处剪切,因此:
CP。PD = AP。PB
现在我们将找到点O和P之间的距离,因为这将给我们段OP的长度。如果将半径添加到此长度,我们将得到线段CP。
两个坐标点(x 1,y 1)和(x 2,y 2)之间的距离d OP为:
d OP 2 = OP 2 =(x 2 -x 1)2 +(y 2 -y 1)2 =(3-17 / 2)2 +(7-7 / 2)2 = 121/4 + 49/4 = 170/4
d OP = OP =√170/ 2
在获得所有结果以及图表的情况下,我们构建了以下细分列表(见图6):
CO = 13厘米= R
OP =√170/ 2厘米
CP = OP + R = 13 +√170/ 2厘米
PD = OD-OP = 13-√170/ 2厘米
AP = PB
2.AP =和弦长度
代入字符串定理:
CP。PD = AP。PB = = AP 2
= AP 2
253/2 = AP 2
AP =√(253/2)
字符串的长度为2.AP = 2(√253/ 2)=√506
读者可以用其他方式解决问题吗?
参考文献
- Baldor,A.,2004年。《具有三角学的平面和空间几何》。墨西哥文化公共事业部。
- C-K12。弦长。从ck12.org中恢复。
- Escobar,J.周长。从以下网站恢复:matematicas.udea.edu.co。
- Villena,M。Cónicas。从以下位置恢复:dspace.espol.edu.ec。
- 维基百科。绳索(几何形状)。摘自:es.wikipedia.org。