Lösungswege Mathematik Oberstufe 7, Schülerbuch

109 Kreis und Kugel > Tangente an einen Kreis Bestimme die Gleichung der Tangente an den Kreis k im Punkt T. ​k: ​(x + 8) ​2 ​+ ​(y − 6) ​2 ​= 68;​ ​T = ​(− 10​|​−2)​ Zunächst „spaltet“ man die Kreisgleichung auf: ​(x + 8) ​· ​(x + 8) ​+ ​(y − 6) ​· ​(y − 6) ​= 68​ Danach setzt man die Koordinaten des Tangentenpunktes ​T = ​(− 10​|​−2) ​in jeweils einen Faktor der Spaltform ein und erhält die Gleichung der Tangente t: ​t: ​(− 10 + 8) ​· ​(x + 8) ​+ ​(− 2 − 6) ​· ​(y − 6) ​= 68 ⇒ t: − x − 4 y = 18​ Gleichung der Tangente an eine Kreislinie Geogebra: Tangente(Punkt, Objekt) Tangente ((–3,0),x2 + y2 = 9) x = –3 Bestimme die Gleichung der Tangente an die Kreislinie k im Punkt T. a) ​T = ​(− 2​|3​ )​; ​k​[M = ​(2​|0​ )​; r]​ d) ​T = ​(x < 0​|2​ )​; ​k: ​(x − 2) ​2 ​+ ​y ​2 ​= 13​ b) ​T = ​(4​|​− 5)​; ​k​[M = ​(− 3​|1​ )​; r]​ e) ​T = ​(0​|​y < 0)​; ​k: ​x​2 ​+ ​y ​2 ​− 10 x + 6 y = 16​ c) ​T = ​(1​|​y > 0)​; ​k: ​(x − 4) ​2 ​+ ​(y − 1) ​2 ​= 9​ f) ​T = ​(7​|​y < 0)​; ​k: ​x​2 ​+ ​y ​2 ​− 14 x − 2 y = − 41​ Bestimme die Gleichung der Tangente t im Punkt T an die Kreislinie k. a) ​k: ​(x + 1) ​2 ​+ ​(y − 2) ​2 ​= 25;​ ​T = ​(− 1​|​y < 0)​ c) ​k: ​x ​2 ​+ ​(y + 1) ​2 ​= 40;​ ​T = ​(2​|​y > 0)​ b) k​: ​(x − 2) ​2 ​+ ​y ​2 ​= 36;​ ​T = ​(x < 0​|0​ )​ d) ​k: ​(x − 3) ​2 ​+ ​(y + 4) ​2 ​= 2;​ ​T = ​(x > 3​|​−3)​ Bestimme die Gleichung der Tangente t im Punkt P an die Kreislinie k. a) ​x ​2 ​+ ​y ​2 ​= 12​; ​P = ​(2, 3​|​y > 0)​ c) ​(x − 3, 4) ​2 ​+ ​(y + 1, 1) ​2 ​= 5;​ ​P = ​(x > 4​|1​ )​ b) x​ ​2 ​+ 3x + ​y​2 ​− 4 y − 24 = 0;​ ​P = ​(x < 0​|6​ )​ d) ​x ​2 ​+ ​y ​2 ​− 5 y = 10​; ​P = ​(2​|​y < 0)​ Vom Punkt P​ = ​(− 19​|2​ ) ​werden zwei Tangenten an die Kreislinie k​: ​(x + 6) ​2 ​+ ​(y − 2) ​2 ​= 117​gelegt. Berechne die Koordinaten der Berührpunkte. Um die Koordinaten der Berührpunkte ​T​1, 2 ​= ​(x​|y​ ) ​zu berechnen, verwendet man zwei Eigenschaften von T, die jeweils auf quadratische Gleichungen mit den Variablen x und y führen: 1. Eigenschaft: Die Vektoren ​ → PT​ und ​ ⟶MT​stehen normal aufeinander: ​⇀PT ​ ⊥ ​ ⎯ ⇀MT ​ ⇒ ​ ⇀PT ​ · ​⎯ ⇀M T ​ = 0 ⇒ ​(​ x + 19 ​ y − 2) ​· ​( ​ x + 6 ​ y − 2) ​= 0 ⇒ ​x ​2 ​+ ​y ​2 ​+ 25 x − 4 y + 118 = 0​ 2. Eigenschaft: T liegt auf der Kreislinie k: ​T ∈ k ⇒ ​(x + 6) ​2 ​+ ​(y − 2) ​2 ​= 117 ⇒ ​x ​2 ​+12x + ​y​2 ​− 4 y − 77 = 0​ Nun löst man das Gleichungssystem: ​I: ​x ​2 ​+ ​y ​2 ​+ 25 x − 4 y + 118 = 0 II: ​x ​2 ​+ ​y ​2 ​+ 12 x − 4 y− 77 = 0​ Man erhält als Lösungsmenge L​ = ​{​(− 15​|​−4),​ ​(− 15​|8​ )​}.​ Es gibt also die zwei Berührpunkte ​T​1 ​= ​(− 15​|​−4)​und ​T​ 2 ​= ​(− 15​|8​ ).​ Vom Punkt P werden zwei Tangenten an die Kreislinie k gelegt. Berechne die Koordinaten der Berührpunkte. a) ​P = ​(− 9​|​12)​; ​k: ​(x + 16) ​2 ​+ ​(y − 11) ​2 ​= 25​ c) ​P = ​(13​|​18)​; ​k: ​(x − 3) ​2 ​+ ​(y − 8) ​2 ​= 40​ b) ​P = ​(− 5​|​11)​; ​k: ​(x − 4) ​2 ​+ ​(y − 20) ​2 ​= 80​ d) ​P = ​(− 8​|​−15)​; ​k: ​(x + 8) ​2 ​+ ​(y − 11) ​2 ​= 26​ Muster 382‌ Technologie Ó Technologie Anleitung Tangente an den Kreis 2 ew3h2q 383‌ 384‌ 385‌ k t2 t1 T1 T2 P M Muster 386‌ Ó Technologie Anleitung Tangente an den Kreis 3 aw64ra 387‌ Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

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