Lösungswege Mathematik Oberstufe 7, Schülerbuch

99 4.1 Kreisgleichungen Lernziele: º […]; aus einer Kreisgleichung Mittelpunkt und Radius bestimmen können (AG-L 5.1) º Kreisgleichungen in Koordinatenform und allgemeiner Form angeben können º Die Lagebeziehung eines Punktes zum Kreis ermitteln können Berechne 1) den Vektor ​⎯ ⇀PQ​ 2) den Abstand zwischen den beiden Punkten und 3) eine Gleichung der Geraden durch diese Punkte. a) ​P = ​(− 3​|4​ )​, ​Q = ​(5​|9​ )​ b) ​P = ​(0​|​−3)​, ​Q = ​(1​|​−7)​ c) ​P = ​(− 6​|​−2)​, ​Q = ​(3​|​−9)​ Ein Kreis ist durch seinen Mittelpunkt M und durch seinen Radius r festgelegt. Es wird nun eine Gleichung (Kreisgleichung) ermittelt, deren Lösungen genau den Koordinaten aller Punkte X​ = ​(x​|y​ ) ​auf der Kreislinie k entsprechen. Koordinatenform der Kreisgleichung Herleitung der Kreisgleichung für die Kreislinie k mit Radius ​r = 5​und Mittelpunkt ​M = ​(− 3​|2​ ).​ Herleitung der Kreisgleichung für die Kreislinie k mit Radius r und Mittelpunkt M​ = ​(​x ​M​| ​​y ​M​).​ x y 2 4 –8 –6 –4 –2 2 4 6 –2 0 r = 5 k M = (– 3 1 2) X = (x 1 y) x y 2 4 6 8 10 –2 2 4 6 –2 0 r (y – yM) (x – xM) k M xM yM X = (x 1 y) Alle Punkte X auf der Kreislinie k zeichnen sich dadurch aus, dass sie den Abstand r​ = 5​vom Mittelpunkt ​M = ​(− 3​|2​ )​ haben: ​|​⎯ ⇀MX​ | ​= 5 ⇒ ​|X − M| ​= ​|​(​ x y ​) ​− ​(​ − 3 ​ 2)​| ​= 5 ⇒ ⇒ ​|​( ​ x + 3 ​ y − 2)​| ​= ​9 _____________ ​ (x + 3) ​2 ​+ ​(y − 2) ​2 ​ = 5 ⇒ ⇒ k: ​(x + 3) ​2 ​+ ​(y − 2) ​2 ​= 25​ Alle Punkte X auf der Kreislinie k zeichnen sich dadurch aus, dass sie den Abstand r vom Mittelpunkt ​M = ​(​x ​M​| ​​y ​M​)​ haben: ​|​⎯ ⇀MX​ | ​= r ⇒ ​|X − M| ​= ​|​(​ x y ​) ​− ​(​ ​x ​M​ ​y ​ ​ M​ ​)​| ​= r ⇒ ⇒ ​|​(​ x − ​x ​M​ y ​ − ​y ​ M​ ​)​| ​= ​9 _______________ ​ (x − ​x ​M​) ​ 2 ​+ ​(y − ​y ​ M​) ​ 2 ​ = r ⇒ ⇒ k: ​(x − ​x ​M​) ​ 2 ​+ ​(y − ​y ​ M​) ​ 2 ​= ​r ​2​ Aus dieser Koordinatenform erhält man durch Berechnung der Binome und durch Zusammenfassen der Terme die allgemeine Form der Kreisgleichung. ​k: ​(x + 3) ​2 ​+ ​(y − 2) ​2 ​= 25 ⇒ ​(​x ​2 ​+ 6 x + 9) ​+ ​(​y ​2 ​− 4 y + 4) ​= 25 ⇒ ​x ​2 ​+ ​y ​2 ​+ 6 x − 4 y = 12​ Die Kreisgleichung Alle Punkte P​ = ​(x​|y​ ) ​auf der Kreislinie k des Kreises mit dem Mittelpunkt M​ = ​(​x ​ M​| ​​y ​M​)​ und dem Radius r erfüllen die Kreisgleichung ​k: ​(x − ​x ​M​) ​ 2 ​+ ​(y − ​y ​ M​) ​ 2 ​= ​r ​2 ​(Koordinatenform der Kreisgleichung). Die allgemeine Form der Kreisgleichung erhält man durch Berechnung der Binome und Zusammenfassen der Terme. Kompetenzen Vorwissen 327‌ Ó Technologie Darstellung Kreisgleichung p6w978 Merke Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

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