Kör

A kör  egy zárt síkgörbe , amely a síkon egy adott ponttól egyenlő távolságra lévő összes pontból áll, amelyek a görbével azonos síkban helyezkednek el [1] : ezt a pontot a kör középpontjának nevezzük . A középpontot a kör bármely pontjával összekötő szakaszt sugárnak nevezzük ; a sugarat e szakasz hosszának is nevezik. A kör két részre osztja a síkot [2] – véges belsőre és végtelen külsőre. A kör belsejét körnek nevezzük ; határpontok (vagyis maga a kör), a megközelítéstől függően a kör tartalmazhat vagy nem.

A kör gyakorlati kialakítása iránytűvel lehetséges .

A nulla sugarú kör (egy degenerált kör) egy pont, továbbá ez az eset ki van zárva a számításból, hacsak másképp nincs megadva.

Egy kört egységnek nevezünk , ha sugara eggyel egyenlő. Az egységkör a trigonometria egyik alapvető tárgya .

A továbbiakban a betű a kör sugarát jelöli.

Akkordok, ívek és érintők

Egy egyenesnek legfeljebb két közös pontja lehet egy körrel.

A kört két különböző pontban metsző egyenest szekánsnak nevezzük . A kör belsejében elhelyezkedő szekáns szakaszt húrnak nevezzük . A kör középpontján átmenő húrt átmérőnek nevezzük ; hosszára ugyanezt a kifejezést használják. Az átmérő kétszerese a sugárnak: a kört két egyenlő részre osztja, ezért szimmetriatengelye . Az átmérője nagyobb, mint bármely más húr [3] .

Az akkord két részre bontja a kört, ezeket a kör szegmenseinek nevezzük . A kört két különböző sugár is két részre, a kör szektorainak nevezik (lásd a képeket) [3] .

A kör bármely két nem egybeeső pontja két részre osztja. Ezen részek mindegyikét körívnek nevezzük . Az ívet félkörnek nevezzük , ha a végeit összekötő szakasz átmérője.

Egy adott körre a következő tulajdonságok játszódnak le [3] .

Azt az egyenest, amelynek pontosan egy pontja van egy körrel közös, a kör érintőjének , közös pontjukat pedig az egyenes és a kör érintőpontjának nevezzük. A kör érintője mindig merőleges az érintkezési pontban megrajzolt sugarára (és átmérőjére). Azaz a sugár egyidejűleg a kör normálja [ 4] .

A kör érintőinek szakaszai, amelyeket egy, a körön kívül eső pontból húztak, egyenlők, és egyenlő szöget zárnak be az ezen a ponton és a kör középpontján átmenő egyenessel [5] .

Szögek

A központi szög olyan szög, amelynek csúcsa a kör közepén van. A beírt szög olyan szög, amelynek csúcsa egy körön fekszik, és oldalai metszik a kört. Azt mondják, hogy a középső vagy beírt szögek a sugaraik által egy körre faragott íven , vagy az ezt az ívet behálózó húron alapulnak .

A középső szög felfogható annak az ívnek a szögmértékeként, amelyen nyugszik. A sugárral egyenlő hosszúságú körív által alkotott központi szöget a matematika a szögek mértékegységeként veszi, és radiánnak nevezik .

A radián definíciójából következik, hogy bármely körív hosszát a középponti szöghez viszonyítjuk, ezen az íven alapulva egyszerű összefüggéssel [6] : ebben az esetben az azonos ívet behálózó húr hossza egyenlő -ig Mivel a kerület egyenlő -vel, a szög növekedésével a radián mértéke 0-ról változik

A beírt szög külső szöge az a szög, amelyet a beírt szög egyik oldala és a másik oldalának a folytatása alkot (a θ szög az ábrán barna). A beírt szög külső szöge megegyezik a másik oldalon lévő ugyanazon húron alapuló beírt szöggel.

A kör és az egyenes közötti szög a metszővonal és a kör két érintőjének egyike közötti szög az egyenes és a kör metszéspontjában.

A beírt szögek tulajdonságai :

Egyéb tulajdonságok:

Tulajdonságok

Képletek

Körméret:

A kör sugara:

Kör átmérője:

Az R sugarú kör területe :

A szektor területe, amelyet az α középponti szög határol , fokban mérve, R sugarú :

A szelvény területe , amelyet egy körív határol, középponti szög α , húr:

Történelem

A kör az egyenes vonallal együtt a leggyakoribb görbe az emberi tevékenység szinte minden területén. Kutatásának és alkalmazásának története az ókorba nyúlik vissza; a kerék feltalálása különös jelentőséget tulajdonított ennek a témának . Az ókori tudósok az egyenes vonalakat és a köröket tekintették a „tökéletes” görbék egyetlen példájának, ezért a geometriában csak az iránytűt és vonalzót használó konstrukciókat tartották elfogadhatónak , a bolygók mozgását pedig a körök mentén történő forgások előírásaként modellezték . A körök elméletét Eukleidész " Kezdetek " harmadik könyvének szentelik .

Az ókorban is felfedezték, hogy a kör kerületének és átmérőjének aránya ( π szám ) minden körre azonos. Évszázados kutatások történetileg fontos témája ennek a kapcsolatnak a finomítása, valamint a „ kör négyzetre emelése ” probléma megoldására tett kísérletek . Később a körelmélet fejlődése a trigonometria , az oszcillációelmélet és számos más, gyakorlatilag fontos tudomány és technológia ágának megalkotásához vezetett.

Körök analitikus geometriája

Az analitikus geometria szempontjából a kör egy egyszerű másodrendű sík algebrai görbe . A kör az ellipszis speciális esete , amelyben a féltengelyek egyenlőek, ezért a kör kúpszelet .

Derékszögű koordináták

A kör általános egyenlete a következőképpen írható fel:

vagy

ahol

A pont  a kör középpontja és  sugara.

Az origó középpontjában lévő sugarú kör egyenlete :

A nem egy egyenesen fekvő pontokon átmenő kör egyenlete (a determináns használatával ):

Ekkor a kör középpontjának koordinátáit a következő képletek határozzák meg:

Egy kör paraméteres egyenlettel is leírható :

A derékszögű koordinátarendszerben a kör nem függvénygráf , hanem a következő két függvény grafikonjainak uniójaként írható le:

Ha a kör középpontja egybeesik az origóval, a függvények a következő alakot öltik:

Poláris koordináták

pontban középpontos sugarú kör :

Ha a kör középpontjának poláris koordinátái, akkor az origón áthaladó kört a következő egyenlet írja le:

Ha a középpont a koordináták origója, akkor az egyenlet így fog kinézni

Komplex sík

A komplex síkon a kört a következő képlet adja meg:

vagy parametrikus formában

Körök a térben

A térben egy pontban középpontos sugarú kör egy gömb átmérőjű metszetének körvonalaként definiálható

repülőgép

,

ahol  olyan paraméterek vannak, amelyek egyidejűleg nem egyenlőek nullával; vagyis az adott körön fekvő összes pont a rendszer megoldása

Például ennek a rendszernek a megoldása során a következőképpen lehet paraméteresen beállítani:

Érintők és normálok

A kör egy pontban lévő érintőjének egyenletét az egyenlet adja meg

A normál egyenlet ugyanabban a pontban a következőképpen írható fel

Koncentrikus körök

A közös középpontú, de eltérő sugarú köröket koncentrikusnak nevezzük . Az egyenletek által megadott két kör:

akkor és csak akkor koncentrikusak, ha és

További információk

Háromszögek meghatározása egy körhöz

A kör definíciójának változatai

Kapcsolódó definíciók két körhöz

Két kör szögeinek meghatározásai

Ortogonalitás (perpendicularitás)

Két, derékszögben metsző kört merőlegesnek ( merőlegesnek ) nevezünk . Az egyenletek által megadott két kör:

akkor és csak akkor merőlegesek, ha a következő feltétel teljesül:

Más szavakkal, két olyan kört, amelyek az A és B pontokban metszik egymást O és O' középponttal , merőlegesnek nevezzük, ha OAO' vagy OBO' derékszögek . Ez a feltétel garantálja a körök közötti derékszöget . Ebben az esetben a metszéspontjukig húzott két kör sugara (normálértéke) merőleges. Ezért a metszéspontjukhoz húzott két kör érintői is merőlegesek. A kör érintője merőleges az érintkezési pontra húzott sugárra (normál). Általában a görbék közötti szög a metszéspontjukba húzott érintőik szöge.

Kapcsolódó definíciók három körhöz

Arkhimédész lemmája

Arkhimédész lemmája . Ha a kör a kör húrral kivont szakaszába van beírva, és a pontban érinti az ívet , és a húr érinti a pontot , akkor az egyenes a szög felezője . Arkhimédész lemmája fontos szerepet játszik az izocirkuláris transzformáció felépítésében .

Bizonyíték

Legyen egy homotétia, amely egy kis kört egy nagyra visz. Akkor világos, hogy mi a középpontja ennek a homotétának. Ekkor az egyenes bemegy a nagykör valamelyik érintőjébe, és ezen az egyenesen egy olyan pontba megy, amely a nagykörhöz tartozik. Emlékeztetve arra, hogy a homotégia a vonalakat velük párhuzamos egyenesekké alakítja, megértjük, hogy . Legyen és egy pont az egyenesen olyan, amelyik éles, és egy olyan pont az egyenesen , amelyik éles. Aztán mivel a nagy kör érintője . Ezért - egyenlő szárú, és ezért , azaz - a szög felezője .

Descartes tétele négy páronkénti érintőkör sugaraira

Descartes tétele kimondja, hogy bármely négy egymást érintő érintő kör sugara eleget tesz valamilyen másodfokú egyenletnek . Néha Soddy köröknek is nevezik őket .

Körkörös mozgás

Többdimenziós általánosítás

Általánosított kör definiálható bármely matematikai szerkezetre, ahol a távolság fogalma adott. Különösen a nagydimenziós euklideszi tér általánosítása a hiperszféra ; a háromdimenziós térben ez egy közönséges gömb . A gömbgeometriában fontos szerepet játszanak a gömbön lévő körök, amelyek középpontja egybeesik a gömb középpontjával (" nagy körök ").

A kultúrában és a misztikában

A kört a kör , a gyűrű és a gömb hasonló fogalmaival együtt ősidők óta a legmagasabb tökéletesség isteni szimbólumának, a szépség és az egyenlőség szimbólumának tartották. Az ókori csillagászok meg voltak győződve arról, hogy az égitesteket forgó gömbökre helyezték, és így körkörösen mozognak. Arthur király lovagjai kerek asztalhoz ültek, ami hangsúlyozta egyenlőségüket [7] .

Az egyiptomi mitológiában a teremtő Khnum isten embert formált fazekaskorongra . A Salamon Példabeszédek könyve azt mondja, hogy a világ teremtésekor Isten "kört rajzol a mélység színére" ( Péld.  8:27 ). A " gonosz szellemek " elleni védelem érdekében kört kellett volna rajzolnia maga köré ( varázskör ). A keresztény szentek képén az arcukat kerek glória veszi körül . Az alvilág sok vallásban koncentrikus körökből áll, ami a reménytelenséget szimbolizálja. Stonehenge -ben és más kromlechekben a kövek körben vannak elrendezve [7] [8] .

A különböző misztikus tanokban a kör gyakran a létezés végtelenségét és ciklikusságát ( ouroboros , Samsara ), az egyensúlyt ( yin/yang ), a stabilitást stb. jelképezi [9] . Hasonló jelentést látunk sok nép idiómáiban és mondásaiban, például: „egész évben”, „társadalmi kör”, „ördögi kör”, „kölcsönös felelősség” stb. a menyasszony és a vőlegény az érzelmek örökkévalóságát, a család stabilitását jelképezi [8] [10] .

A kört számos szimbólum grafikájában használják, mint például a pacifizmus jele , a szerzői jogi szimbólum (©) stb.

Lásd még

Jegyzetek

  1. Mathematical Encyclopedia, 1984 , p. 15-16.
  2. Elemi matematika, 1976 , p. 408-409.
  3. 1 2 3 Elemi matematika, 1976 , p. 410-411.
  4. Elemi matematika, 1976 , p. 409-410.
  5. L. S. Atanasyan, V. F. Butuzov, S. B. Kadomtsev, E. G. Poznyak , I. I. Yudina. Geometria. 7-9. évfolyam: tankönyv oktatási intézmények számára. - 19. kiadás - M . : Oktatás , 2009. - S. 167. - 384 p. - ISBN 978-5-09-021136-9 .
  6. Elemi matematika, 1976 , p. 510.
  7. 1 2 Yakovleva T. S., Demenok S. L. Struktúrák és szimbólumok (Az absztrakció empirikus tény). - Szentpétervár. : Strata, 2020. - S. 65-69. — 232 p. - (Éppen). - ISBN 978-5-907314-11-5 .
  8. 1 2 Krug archiválva : 2021. augusztus 5. a Wayback Machine -nél .
  9. Abdullahi, Yahya (2019. október 29.), The Circle from East to West, Charnier, Jean-François, The Louvre Abu Dhabi: A World Vision of Art , Rizzoli International Publications, Incorporated, ISBN 9782370741004 . 
  10. Kör . Letöltve: 2022. március 17. Az eredetiből archiválva : 2022. január 24.

Irodalom

Linkek