Lösungswege Mathematik Oberstufe 7, Schülerbuch

107 Kreis und Kugel > Lagebeziehungen von Kreis und Gerade Bestimme alle Tangenten an die Kreislinie k, die 1) parallel zur x-Achse 2) parallel zur y-Achse sind. a) k: ​(x − 1) ​2 ​+ ​(y − 5) ​2 ​= 36​ b) k: ​(x + 3) ​2 ​+ ​y ​2 ​= 16​ c) k: ​(x − 2) ​2 ​+ ​(y − 6) ​2 ​= 100​ Ordne den Kreisgleichungen die entsprechende Eigenschaft der Kreislinie zu. 1 ​x ​2 ​+ ​y ​2 ​= 10​ A Die x- und y-Achse sind Passanten. 2 ​(x − 5) ​2 ​+ ​(y − 4) ​2 ​= 16​ B Die x-Achse ist Tangente. 3 ​(x − 1) ​2 ​+ ​(y − 3) ​2 ​= 0, 25​ C Die x-Achse ist Sekante. 4 ​(x + 4) ​2 ​+ ​(y − 10) ​2 ​= 16​ D Die y-Achse ist Tangente. Gib jeweils die Gleichung eines Kreises an, zu dem die Gerade g eine 1) Passante 2) Tangente 3) Sekante ist. Überprüfe deine Lösungen mit Technologieeinsatz. a) g: ​y = 3​ b) g: ​x = − 3​ c) ​g: y = x​ d) g: ​y = 2 x − 1​ Bestimme alle Tangenten an die Kreislinie k, die parallel zur ersten Mediane (y​ = x)​ sind. a) k: ​x ​2 ​+ ​y ​2 ​= 16​ b) k: ​x ​2 ​+ ​y ​2 ​= 64​ c) k: ​x ​2 ​+ ​y ​2 ​= 1​ Bestimme den Parameter m so, dass die Gerade t​: − x + y = m​eine Tangente an die Kreislinie k mit dem Mittelpunkt ​M = ​(− 11​|​7) ​und dem Radius r​ = ​9 _ 8 ​ist. Zunächst stellt man die Kreisgleichung auf: k​: ​(x + 11) ​2 ​+ ​(y − 7) ​2 ​= 8​. Dann schneidet man t und k, indem man mit der Geradengleichung t die Variable y ausdrückt und in k einsetzt: ​y = x + m ⇒ ​(x + 11) ​2 ​+ ​(x + m − 7) ​2 ​= 8 ⇒ 2 ​x ​2 ​+ ​(2 m + 8) ​x + ​m​2 ​− 14 m + 162 = 0​ Wenn die Gerade t eine Tangente an k ist, dann darf die quadratische Gleichung nur eine Lösung haben. Die Diskriminante D​ = ​b​2 ​− 4 ac​in der Lösungsformel muss also 0 sein. ​(2 m + 8) ​2 ​− 4 · 2 · ​(​m ​2 ​− 14 m + 162) ​= 0 ⇒ ​m ​2 ​− 36 m + 308 = 0 ⇒ ​m ​ 1 ​= 14​; ​m​2 ​= 22​ Es gibt somit zwei passende Parameter m, mit denen t zur Tangente an k wird. Bestimme den Parameter m so, dass die Gerade t eine Tangente an die Kreislinie k mit dem Mittelpunkt M und dem Radius r ist. a) ​t: − x − my = − 49​; ​M = ​(5​|​−6)​; ​r = ​9 _ 272 ​ b) ​t: m x + y = 25;​ ​M = ​(0​|​0)​; ​r = 5​ c) ​t: m x + y = − 35​; ​M = ​(− 11​|​14)​; ​r = ​9 _ 416 ​ d) ​t: y = x + m​; ​M = ​(2​|​0)​; ​r = 1​ Wie müssen die Parameter r, k und d zusammenhängen, sodass die Gerade y​ = k x + d​ Tangente an den Kreis ​x​2 ​+ ​y ​2 ​= ​r ​2 ​ist? Gegeben ist eine Kreislinie ​k: ​x​2 ​+ ​y ​2 ​= 49​und eine Gerade g​ : y = k x + d​. Kreuze die zutreffenden Aussagen an. A Wenn ​d = 0,​ so ist g eine Tangente an die Kreislinie k.  B Wenn ​d = 6,​ so ist g eine Sekante der Kreislinie k.  C Wenn ​k = 0​und d​ = 49,​ so ist g eine Tangente an die Kreislinie k.  D Wenn ​k = 0​und d​ = − 7​, so ist g eine Tangente an die Kreislinie k.  E Wenn ​k = 1​und d​ = 7​, so ist g eine Sekante der Kreislinie k.  370‌ 371‌ 372‌ 373‌ Muster 374‌ Ó Technologie Anleitung Tangenten an den Kreis 1 4zv2zj 375‌ 376‌ 377‌ Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

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