Upload
others
View
9
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 1
วงกลม ถ้ากล่าวถึงวงกลม ในทางคณิตศาสตร์ถือว่าวงกลมเป็นเส้นโค้งท่ีสมบูรณ์ เครื่องมือเครื่องใช้ต่างๆ ที่พบเจอ ในชีวิตประจ้าวันของเรามักจะเป็นวงกลม เช่น จานข้าว ขันตักน ้า หน้าปัดนาฬิกา กระโถน เงินเหรียญ แก้วน ้า ล้อรถ เป็นต้น
ก ำเนิดวงกลม เมื่อน้าระนาบตัดกรวยเพียงข้างเดียว และระนาบนั นตั งฉากกับแกนของกรวย จะได้ภาคตัดกรวยที่เรียกว่า วงกลม
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 2
บทนิยำมเชิงเรขำคณิตของวงกลม วงกลม (circle) คือเซตของจุดทั งหมดในระนาบที่ห่างจากจุดๆ หนึ่งที่ตรึงอยู่กับท่ีเป็นระยะทางคงตัว จุดที่ตรึงอยู่กับที่นี เรียกว่า จุดศูนย์กลำง (center) ของวงกลม และระยะทางดังกล่าวเรียกว่า รัศมี (radius) ของวงกลม
รูปที่ 1 ส่วนประกอบของวงกลม
จากรูปที่ 1 วงกลมมีจุดศูนย์กลางที่ C(h,k) รัศมียาว r หน่วย และสมมติให้ P(x,y) เป็นจุดใดๆ บนวงกลม เราจะสามารถหาสมการวงกลมได้จากการหาระยะทางระหว่าง C(h,k) และ P(x,y) ซ่ึง PC = r จากสูตรระยะทางระหว่างจุดสองจุด จะได้
22x - h + y - k = r
ยกก้าลัง 2 ทั งสองข้างของสมการ
จะได้ 2
222x - h + y - k = r
ดังนั น 222x - h + y - k = r
เป็นสมการของวงกลม
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 3
รูปแบบมำตรฐำนของสมกำรวงกลม 1. สมการของวงกลมที่มีจุดศูนย์กลางอยู่ที่ (0,0) และรัศมียาว r หน่วย คือ
2. สมการของวงกลมที่มีจุดศูนย์กลางอยู่ที่ (h,k) และรัศมียาว r หน่วย คือ
ตัวอย่ำงที่ 1 จงหาสมการวงกลมที่มีจุดศูนย์กลางที่ (0,0) และรัศมียาว 2 หน่วย พร้อมทั งเขียนกราฟ ของวงกลม
วิธีท ำ รูปแบบมาตรฐานของสมการวงกลมที่มีจุดศูนย์กลางที่ (0,0) คือ 2 2 2x +y =r
และ r = 2 จะได้ 2 2 2x +y =2
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 4
ตัวอย่ำงที่ 2 จงเขียนกราฟของสมการวงกลม 22x - 3 + y - 2 =16 พร้อมทั งบอกจุดศูนย์กลาง และรัศมีของวงกลม วิธีท ำ เราจะเขียนกราฟของสมการวงกลมได้ต้องรู้จุดศูนย์กลางและรัศมีของวงกลม โดยเทียบกับ
รูปแบบมาตรฐานของสมการวงกลม 222x - h + y - k = r
22x - 3 + y - 2 =16 จากการเปรียบเทียบสมการ จะได้ h = 3 , k = 2 และ r = 4 ดังนั น วงกลมมีจุดศูนย์กลางที่จุด (3,2) และรัศมียาว 4 หน่วย สามารถวาดกราฟได้ดังนี
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 5
ตัวอย่ำงที่ 3 จงเขียนกราฟของสมการวงกลม 22x + 4 + y - 3 = 9 พร้อมทั งบอกจุดศูนย์กลาง และรัศมีของวงกลม วิธีท ำ เราจะเขียนกราฟของสมการวงกลมได้ต้องรู้จุดศูนย์กลางและรัศมีของวงกลม โดยเทียบกับ
รูปแบบมาตรฐานของสมการวงกลม 222x - h + y - k = r
22x + 4 + y - 3 = 9 จากการเปรียบเทียบสมการ จะได้ h = -4 , k = 3 และ r = 3 ดังนั น วงกลมมีจุดศูนย์กลางที่จุด (-4,3) และรัศมียาว 3 หน่วย สามารถวาดกราฟได้ดังนี
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 6
ตัวอย่ำงที่ 4 จงเขียนกราฟของสมการวงกลม 22x - 2 + y = 4 พร้อมทั งบอกจุดศูนย์กลาง และรัศมีของวงกลม วิธีท ำ เราจะเขียนกราฟของสมการวงกลมได้ต้องรู้จุดศูนย์กลางและรัศมีของวงกลม โดยเทียบกับ
รูปแบบมาตรฐานของสมการวงกลม 222x - h + y - k = r
22x - 2 + y = 4 จากการเปรียบเทียบสมการ จะได้ h = 2 , k = 0 และ r = 2 ดังนั น วงกลมมีจุดศูนย์กลางที่จุด (2,0) และรัศมียาว 2 หน่วย สามารถวาดกราฟได้ดังนี
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 7
ตัวอย่ำงที่ 5 จงหาความสัมพันธ์ซึ่งมีกราฟเป็นวงกลมในรูปแบบมาตรฐานของสมการวงกลม พร้อมทั งเขียนกราฟเมื่อก้าหนดจุดศูนย์กลางอยู่ที่จุด (2,1) และรัศมียาว 4 หน่วย วิธีท ำ สมการวงกลมมีจุดศูนย์กลางอยู่ที่ (h,k) รัศมียาว r หน่วย
รูปแบบมาตรฐานของสมการวงกลมคือ 222x - h + y - k = r จากโจทย์จุดศูนย์กลางอยู่ที่ (2,1) และรัศมียาว 4 หน่วย
จะได้สมการวงกลมเป็น 222x - 2 + y - 1 = 4
ดังนั นความสัมพันธ์ซึ่งมีกราฟเป็นวงกลมคือ 22x, y R R x 2 y 1 16
สามารถวาดกราฟได้ดังนี
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 8
แบบฝึกทักษะที่ 1
1. จงหำสมกำรวงกลมเมื่อก ำหนดจุดศูนย์กลำงและรัศมีในแต่ละข้อต่อไปนี้
จุดศูนย์กลำงอยู่ท่ี (0,0) รัศมียำว 9 หน่วย ..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
1
จุดศูนย์กลำงอยู่ท่ี (0,0) รัศมียำว 3 หน่วย ...................................................................................................................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
2
จุดศูนย์กลำงอยู่ท่ี (0,5) รัศมียำว 4 หน่วย ................................................................................................................................................................................................................................................................ ..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
3 จุดศูนย์กลำงอยู่ท่ี (-2,-3) รัศมียำว 3 หน่วย ..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
4
จุดศูนย์กลำงอยู่ท่ี (2,3) รัศมียำว 8 หน่วย ................................................................................................................................................................................................................................................................ ..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
5 ข้อ 1 ท ำได้ง่ำยมำก เรำมำท ำข้อต่อไป
กันเลยนะคะ
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 9
2. จงหำจุดศูนย์กลำงและควำมยำวรัศมีของวงกลมพร้อมทั้งเขียนกรำฟจำกสมกำรต่อไปนี้
1
22x - 1 + y - 3 = 4
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
.............................................................. ..................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
.............................................................. ..................................
................................................................................................
2
22x + 3 + y + 2 = 9
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
.............................................................. ..................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
......................................................................................... .......
................................................................................................
................................................................................................
...................................................... ..........................................
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 10
แบบฝึกทักษะที่ 2 1. จงหำจุดศูนย์กลำงและรัศมีของวงกลมในแต่ละข้อต่อไปนี้
ข้อ ควำมสัมพันธ์ซึ่งมีกรำฟเป็นวงกลม จุดศูนย์กลำง รัศมี
ตัวอย่ำง 22x, y R R x 8 y 5 9 (-8,5) 3
1 22x, y R R x 4 y 5 9
2 22x, y R R x 3 y 6 4
3 22x, y R R x 2 y 1 16
4 22x, y R R x 6 y 9
5 2 2x, y R R x y 7 25
2. จำกจุดศูนย์กลำงและรัศมีของวงกลมในแต่ละข้อต่อไปนี้ จงหำควำมสัมพันธ์ซึ่งมีกรำฟเป็นวงกลม
ข้อ จุดศูนย์กลำง รัศมี ควำมสัมพันธ์ซึ่งมีกรำฟเป็นวงกลม
ตัวอย่ำง (-1,-2) 2 22x, y R R x 1 y 2 4
1 (0,2) 4
2 (-3,0) 3
3 (-2,5) 6
4 (4,6) 9
5 (-3,-4) 5
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 11
3. จำกกรำฟจงเขียนควำมสัมพันธ์ในรูปแบบมำตรฐำนของสมกำรวงกลมที่สอดคล้องกับเงื่อนไขต่อไปนี้
22x, y R R x 4 y 3 9
1
ตัวอย่ำง
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 12
3
2
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 13
5
4
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 14
รูปแบบทั่วไปของสมกำรวงกลม
ก้าหนดวงกลมที่มีจุดศูนย์กลางที่ (h,k) และมีรัศมี r หน่วย จะได้สมการวงกลมจากรูปแบบมาตรฐานสมการวงกลม คือ
222x h y k r ..........................(1)
กระจายก้าลังสองสมบูรณ์ 2 2 2 2 2x 2xh h y 2ky k r
จะได้ 2 2 2 2 2x y 2xh 2ky h k r 0 ..........................(2)
จาก (2) สามารถจัดให้อยู่ในรูปของ 2 2x y Ax By C 0 ..........................(3)
เมื่อ A 2h , B 2k และ 2 2 2C h k r เรียกสมการวงกลมที่อยู่ในรูปแบบของ (3) ว่า
การหารูปแบบท่ัวไป ของสมการวงกลม
จากรูปแบบมาตรฐาน ของสมการวงกลม
รูปแบบทั่วไปของสมกำรวงกลม
รูปท่ัวไปของความสัมพันธ์ซึ่งมีกราฟเป็นวงกลม คือ
2 2x y Ax By C 0
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 15
กำรหำจุดศูนย์กลำงของวงกลม
จำกรูปแบบท่ัวไปของสมกำรวงกลม
ก้าหนดวงกลมที่มีจุดศูนย์กลางที่ (h,k) และมีรัศมี r หน่วย
2 2x y Ax By C 0รูปแบบทั่วไปของสมการวงกลม คือ
เมื่อ A 2h , B 2k และ 2 2 2C h k r
จะได้ A
h2
และ B
k2
ดังนั นจุดศูนย์กลางของวงกลม คือ A B
,2 2
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 16
กำรหำรัศมีของวงกลม จำกรูปแบบท่ัวไปของสมกำรวงกลม
ก้าหนดวงกลมที่มีจุดศูนย์กลางที่ (h,k) และมีรัศมี r หน่วย
รูปแบบทั่วไปของสมการวงกลม
คือ 2 2x y Ax By C 0
เมื่อ A 2h , B 2k และ 2 2 2C h k r
จาก 2 2 2C h k r
จะได้ 2 2
2A BC r
2 2
2 2
2A BC r
4 4
2 2
2 A Br - C
4 4
2 2
2 A B 4Cr -
4 4 4
2 2
2 A B - 4Cr
4
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 17
สรุปได้ว่ำ
รูปแบบทั่วไปของสมการวงกลม คือ 2 2x y Ax By C 0 เมื่อ A, B และ C เป็นค่าคงตัว
มีจุดศูนย์กลาง (h,k) อยู่ที่ A B- , -2 2
และรัศมี 2 21r A B - 4C
2
เนื่องจาก r 0 ดังนั น 2r 0
จะได้ 2 2A B - 4C 0
ดังนั น
2 2A B - 4C
r4
2 21r A B - 4C
2
เพราะฉะนั นรัศมีของวงกลม คือ 2 21r A B - 4C
2 เมื่อ
2 2A B - 4C 0
การสังเกตลักษณะของกราฟวงกลมจาก รัศมี r
1. ถ้า 2r 0 เป็นกราฟของสมการวงกลม
2. ถ้า 2r 0 ไม่สามารถเขียนกราฟของสมการวงกลมได้
3. ถ้า 2r 0 กราฟจะเป็นจุด
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 18
แบบฝึกทักษะที่ 3 1. จงเติมค ำตอบลงในตำรำงต่อไปนี้ให้ถูกต้อง
ข้อ สมกำรวงกลม A B C จุดศูนย์กลำง รัศมี ตัวอย่ำง 2 2x y 6x 6y 2 0 -6 6 2 (3,-3) 4
1 2 2x y 8x 4y 16 0
2 2 2x y 6x 10y 30 0
3 2 2x y 6x 12y 41 0
4 2 2x y 8x 4y 11 0
5 2 2x y 10x 2y 23 0
2. จงหำจุดศูนย์กลำง และควำมยำวรัศมี พร้อมทั้งเขียนกรำฟของสมกำรวงกลม
1 2 2 - 4 8 16 0x y x y
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
.............................................................. ..................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
......................................................................................... .......
................................................................................................
................................................................................................
...................................................... ..........................................
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 19
2 2 22 2 8 4 - 8 0x y x y
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
.............................................................. ..................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
.............................................................. ..................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
3 2 23 3 - 6 - 24 24 0x y x y
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
.............................................................. ..................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
......................................................................................... .......
................................................................................................
................................................................................................
...................................................... ..........................................
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 20
4 2 2 10 10 46 0x y x y
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
.............................................................. ..................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
......................................................................................... .......
................................................................................................
................................................................................................
...................................................... ..........................................
5 2 23 3 12 18 - 9 0x y x y
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
.............................................................. ..................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
.............................................................. ..................................
................................................................................................
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 21
กำรหำสมกำรวงกลม การที่เราจะสามารถหาสมการวงกลมได้จะต้องมีพื นฐานความรู้ในเรื่องต่อไปนี
กำรหำสมกำรวงกลมต้องใช้ควำมรู้เรขำคณิตวิเครำะห์ ดังนี้
ระยะห่ำงระหว่ำงจุด 2 จุด 1 1P x , y และ 2 2Q x , y
2 2
1 2 1 2PQ x x y y
จุดกึ่งกลำงระหว่ำงจุด 2 จุด 1 1P x , y และ
2 2Q x , y
จุดกึ่งกลำง 1 2 1 2x x y y,
2 2
ควำมชันของเส้นตรง
2 11 2
2 1
y ym , x x
x x
จากรูปแบบมาตรฐานของสมการวงกลม คือ 222x - h y - k r เมื่อ (h,k) คือจุดศูนย์กลาง และ r คือรัศมี
และสามารถเขียนสมการวงกลมในรูปทั่วไปได้ดังนี 2 2x y Ax By C 0 เมื่อ A, B และ C เป็นจ้านวนจริงใดๆ
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 22
กำรหำสมกำรวงกลมต้องใช้ควำมรู้เรขำคณิตวิเครำะห์ ดังนี้
ระยะห่ำงระหว่ำงจุดกับเส้นตรง
1 12 2
Ax By Cd
A B
ระยะห่ำงระหว่ำงเส้นตรง 2 เส้นที่ขนำนกัน
1 22 2
C Cd
A B
สมกำรเส้นตรงที่มีควำมชัน m และผ่ำนจุด 1 1x , y
1 1y y m x x
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 23
ตัวอย่ำงที่ 6 จงหาสมการและเขียนกราฟของวงกลมที่มีจุด (-10,-4) และ (4,-4) เป็นจุดปลาย ของเส้นผ่านศูนย์กลางของวงกลม วิธีท ำ สมการวงกลมมีจุดศูนย์กลางอยู่ที่ (h,k) รัศมียาว r หน่วย จากโจทย์ มีจุด (-10,-4) และ (4,-4) เป็นจุดปลายของเส้นผ่านศูนย์กลางของวงกลม
จุดศูนย์กลางของวงกลมอยู่ที่ 1 2 1 2x x y yC h,k ,
2 2
10 4 4 4
,2 2
6 8,
2 2
3, 4 จะได้จุดศูนย์กลางอยู่ที่ C h,k 3, 4 และให้ r แทน รัศมีของวงกลม ดังนั น r = ระยะทางระหว่างจุด C 3, 4 และ 4, 4
จะได้ 2 2
1 2 1 2r x x y y
22r 3 4 4 4
22r 7 0
2r 7
r 7
สมการรูปแบบมาตรฐาน คือ 222x h y k r จะได้
ดังนั นสมการรูปแบบทั่วไปของวงกลม คือ 2 2x y 6x 8y 24 0
2 2 2
22
2 2
2 2
2 2
x 3 y 4 7
x 3 y 4 49
x 6x 9 y 8y 16 49
x y 6x 8y 9 16 49 0
x y 6x 8y 24 0
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 24
เขียนกราฟของวงกลม ได้ดังนี
ตัวอย่ำงที่ 7 จากสมการวงกลม 2 2x y 10x 4y 13 0 จงหาจุดศูนย์กลาง และความยาวรัศมี พร้อมทั งเขียนกราฟของวงกลม วิธีท ำ วิธีที่ 1 สมการวงกลมมีจุดศูนย์กลางอยู่ที่ C(h,k) รัศมียาว r หน่วย จากโจทย์ A = 10, B = -4 และ C = 13
จะได้ A
h2
10
h2
h 5
B
k2
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 25
4
k2
k 2 ดังนั นจุดศูนย์กลาง C h,k 5,2
รัศมี 2 21r A B 4C
2
2 21r 10 4 4 13
2
1
r 100 16 522
1
r 642
1
r 82
r 4 ดังนั น กราฟของวงกลมนี มีจุดศูนย์กลางอยู่ที่จุด 5,2 และรัศมียาว 4 หน่วย
วิธีที่ 2 จัดรูปสมการให้อยู่ในรูปแบบมาตรฐานของสมการวงกลม 222x h y k r
จากสมการ 2 2x y 10x 4y 13 0
จะได้ 2 2x 10x y 4y 13
2 2 2 2 2 2x 2 5 x 5 y 2 2 y 2 13 5 2
22x 5 y 2 13 25 4
22x 5 y 2 16
2 22x 5 y 2 4
ดังนั น กราฟของวงกลมนี มีจุดศูนย์กลางอยู่ที่จุด 5,2 และรัศมียาว 4 หน่วย เขียนกราฟของวงกลมได้ดังนี
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 26
ตัวอย่ำงที่ 8 จงหาสมการวงกลมที่มีจุดศูนย์กลางที่ 0,0 และสัมผัสเส้นตรง 3x 4y 15 0 วิธีท ำ จากโจทย์สามารถวาดกราฟวงกลมเพื่อช่วยในการพิจารณาหาค้าตอบ ดังนี จุดศูนย์กลางของวงกลมอยู่ที่ C h,k 0,0 ความยาวรัศมีหาได้จาก ระยะทางระหว่างจุดศูนย์กลาง 0,0 และ เส้นตรง 3x 4y 15 0
จากสูตร 1 12 2
Ax By Cr
A B
2 2
3 0 4 0 15r
3 4
0 0 15
r9 16
15
r25
15
r5
r 3 จะได้ รัศมีของวงกลมยาว 3 หน่วย ดังนั น สมการวงกลมที่มีจุดศูนย์กลางที่ 0,0 และสัมผัสเส้นตรง 3x 4y 15 0 คือ
2 2 2x y 3
2 2x y 9
ตอบ 2 2x y 9
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 27
ตัวอย่ำงที่ 9 จงหาสมการวงกลมที่มีจุดปลายเส้นผ่านศูนย์กลางที่จุด A 6,8 และ B 2,4 วิธีท ำ จากโจทย์สามารถวาดกราฟวงกลมเพื่อช่วยในการพิจารณาหาค้าตอบ ดังนี เราสามารถหาจุดศูนย์กลางได้จาก จุดกึ่งกลางระหว่างจุด A 2,4 และ B 6,8 ดังนี
จากสูตรจุดกึ่งกลาง 1 2 1 2x x y y(h,k) ,
2 2
6 2 8 4(h,k) ,
2 2
8 12(h,k ) ,
2 2
(h,k) 4,6 จะได้จุดศูนย์กลางของวงกลม C(h,k) 4,6 ความยาวรัศมีหาได้จาก ระยะทางระหว่างจุดศูนย์กลาง C 4,6 และ A 2,4
จากสูตร 2 2
1 2 1 2r x x y y
2 2r 4 2 6 4
2 2r 2 2 r 4 4 r 8
r 2 2 จะได้รัศมีของวงกลมยาว 2 2 หน่วย
8 2 2 2
2 2
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 28
ดังนั น สมการวงกลมที่มีจุดปลายเส้นผ่านศูนย์กลางที่จุด A 6,8 และ B 2,4 คือ
222x 4 y 6 2 2
22x 4 y 6 8
ตอบ 22x 4 y 6 8
ตัวอย่ำงที่ 10 จงหาสมการเส้นสัมผัสวงกลม 2 2x y 20 0 ที่จุด 2,4
วิธีท ำ จากสมการวงกลม 2 2x y 20 0
จะได้ 2 2x y 20 ดังนั น จุดศูนย์กลางของวงกลมอยู่ที่ C(h,k) 0,0 ความชันของเส้นตรงที่ผ่านจุด 0,0 และจุด 2,4 หาได้ดังนี
จากสูตร 2 1
2 1
y ym
x x
4 0
m2 0
4
m2
m 2 ดังนั น ความชันของเส้นตรงที่ผ่านจุด 0,0 และจุด 2,4 คือ 2 เส้นสัมผัสวงกลมที่ผ่านจุด 2,4 เป็นเส้นที่ตั งฉากกับรัศมีของวงกลม
จะได้ว่าความชันของเส้นสัมผัสวงกลมคือ 1
2
สมการเส้นสัมผัสวงกลมที่ผ่านจุด 2,4 หาได้ดังนี
จากสูตร 1 1y y m x x
1
y 4 x 22
2 y 4 x 2 2y 8 x 2 2y 8 x 2 0 x 2y 10 0
ดังนั น สมการเส้นสัมผัสวงกลม 2 2x y 20 0 ที่จุด 2,4 คือ x 2y 10 0 ตอบ x 2y 10 0
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 29
ตัวอย่ำงที่ 11 จงหาสมการเส้นสัมผัสวงกลม 22x 2 y 1 8 ที่จุด 5, 1
วิธีท ำ จากสมการวงกลม 22x 2 y 1 8 จะได้ จุดศูนย์กลางของวงกลมอยู่ที่ C(h,k) 2,1 ความชันของเส้นตรงที่ผ่านจุด 2,1 และจุด 5, 1 หาได้ดังนี
จากสูตร 2 1
2 1
y ym
x x
1 1
m5 2
2
m3
ดังนั น ความชันของเส้นตรงที่ผ่านจุด 2,1 และจุด 5, 1 คือ 2
m3
เส้นสัมผัสวงกลมที่ผ่านจุด 5, 1 เป็นเส้นที่ตั งฉากกับรัศมีของวงกลม
จะได้ว่าความชันของเส้นสัมผัสวงกลมคือ 3
2
สมการเส้นสัมผัสวงกลมที่ผ่านจุด 5, 1 หาได้ดังนี
จากสูตร 1 1y y m x x
3
y 1 x 52
3
y 1 x 52
2 y 1 3 x 5
2y 2 3x 15 2y 2 3x 15 0 3x 2y 17 0 3x 2y 17 0
ดังนั น สมการเส้นสัมผัสวงกลม 22x 2 y 1 8 ที่จุด 5, 1 คือ
3x 2y 17 0 ตอบ 3x 2y 17 0
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 30
ตัวอย่ำงที่ 12 จงหาค่า m จากสมการวงกลม 2 2x y 4x 4y m 0 ที่มีรัศมียาว 5 หน่วย
วิธีท ำ จากสมการวงกลม 2 2x y 4x 4y m 0 เป็นรูปแบบทั่วไปของสมการวงกลม
จะได้ 2 2x 4x y 4y m
2 2 2 2 2 2x 2 2 x 2 y 2 2 y 2 m 2 2
22x 2 y 2 8 m
เนื่องจากสมการวงกลมที่มีจุดศูนย์กลางที่ (h,k) คือ 2 22(x h) y k r และจากโจทย์ จะได้ว่า รัศมี r 5
ดังนั น จะได้ 25 8 m
25 8 m m 8 25
m 17 ดังนั น ค่า m จากสมการวงกลม 2 2x y 4x 4y m 0 ที่มีรัศมียาว 5 หน่วย คือ -17 ตอบ -17
ศึกษำตัวอย่ำงมำเยอะแล้ว ลองไปท ำแบบฝึกทกัษะ
กันเลยนะครับ
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 31
แบบฝึกทักษะที่ 4 1. จงแสดงวิธีท ำและหำค ำตอบในแต่ละข้อต่อไปนี้ 1. จงหารูปแบบทั่วไปของสมการวงกลมที่มีจุดศูนย์กลางที่จุด (4,-2) และมีแกน X เป็นแกนสัมผัส
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 32
2. จงหาสมการและความยาวของรัศมีของวงกลมที่มีจุดศูนย์กลางที่จุดก้าเนิด (0,0) และมีจุด P(3 , 4) อยู่บนเส้นรอบวง
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 33
3. จงหาสมการวงกลมที่มีรัศมียาว 3 หน่วย สัมผัสแกน X และ แกน Y โดยจุดศูนย์กลางอยู่ในจตุภาคท่ี 4
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 34
4. จงหาสมการวงกลมที่มีจุดศูนย์กลางอยู่ที่ C (4 , 1) และเส้นรอบวงผ่านจุด P (-1 , 3)
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 35
5. จงหาสมการวงกลมเมื่อจุดปลายของเส้นผ่านศูนย์กลางอยู่ที่จุด A (1,2) และ B (7,10)
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 36
6. จงหาสมการวงกลมที่มีจุดศูนย์กลางที่จุด (1 , 2 ) และสัมผัสเส้นตรง 3x + 4y + 4 = 0
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 37
7. จงหาสมการเส้นตรงซึ่งสัมผัสวงกลม 3x2 + 3y2 - 2x - 16y – 52 = 0 ที่จุด (2 , -2)
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 38
8. จงหาสมการเส้นสัมผัสวงกลม (x - 4)2 + (y - 1)2 = 10 ที่จุด (3 , 4)
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 39
9. จงหาสมการเส้นตรงซึ่งสัมผัสวงกลม x2 + y2 + 6x + 4y – 19 = 0 ที่จุด P (1 , 2)
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 40
10. จงหาสมการวงกลมที่มีจุดศูนย์กลางที่ 2, 5 และผ่านจุดตัดของเส้นตรง x y 2 0 และ x y 8 0
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 41
แบบทดสอบหลังเรียน
ค ำชี้แจง : 1. แบบทดสอบหลังเรียนนี เป็นแบบทดสอบปรนัยเลือกตอบ 4 ตัวเลือก จ้านวน 10 ข้อ คะแนนเต็ม 10 คะแนน ใช้เวลา 30 นาที 2. ให้นักเรียนเลือกค้าตอบที่ถูกต้องที่สุดเพียงข้อเดียว แล้วท้าเครื่องหมายกากบาท (×) ทับตัวอักษร ก ข ค หรือ ง ลงในกระดาษค้าตอบ 3. เกณฑ์การให้คะแนน ตอบถูกได้ 1 คะแนน ตอบผิดได้ 0 คะแนน
1. สมการวงกลม 22x 1 y 2 64 จุดศูนย์กลางและความยาวรัศมีตรงกับข้อใด 1) จุดศูนย์กลางคือ 1,2 และความยาวรัศมี 8 หน่วย 2) จุดศูนย์กลางคือ 1,2 และความยาวรัศมี 8 หน่วย 3) จุดศูนย์กลางคือ 1, 2 และความยาวรัศมี 8 หน่วย 4) จุดศูนย์กลางคือ 1, 2 และความยาวรัศมี 8 หน่วย
2. สมการวงกลม 2 2x y 16x 16y 64 0 จัดให้อยู่ในรูปของสมการวงกลมรูปแบบมาตรฐาน ตรงกับข้อใด
1) 22x 8 y 8 64
2) 22x 8 y 8 64
3) 22x 8 y 8 64
4) 22x 8 y 8 64 3. สมการวงกลมที่มีจุดปลายเส้นผ่านศูนย์กลางอยู่ที่ 1,3 และ 7, 5 คือข้อใด
1) 2 2x y 6x 2y 22 0
2) 2 2x y 8x 8y 22 0
3) 2 2x y 8x 8y 22 0
4) 2 2x y 6x 2y 22 0
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 42
4. จากรูปที่ก้าหนดให้มีสมการวงกลมตรงกับข้อใด
1) 22x 2 y 2 4
2) 22x 2 y 2 4
3) 22x 2 y 2 4
4) 22x 2 y 2 4 5. จากรูปที่ก้าหนดให้มีสมการวงกลมตรงกับข้อใด
1) 22x 3 y 1 5
2) 22x 3 y 1 5
3) 22x 3 y 1 25
4) 22x 3 y 1 25
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 43
6. สมการวงกลมที่มีจุดศูนย์กลางอยู่ที่ 4, 2 และสัมผัสกับเส้นตรง 3x 4y 5 0 ตรงกับข้อใด
1) 2 2x y 4x 2y 11 0
2) 2 2x y 4x 2y 11 0
3) 2 2x y 8x 4y 11 0
4) 2 2x y 8x 4y 11 0
7. จงหาจุดศูนย์กลางและรัศมีของ 2 22x 2y 10x 8y 8 0
1) จุดศูนย์กลางคือ 5,2
2 และรัศมีคือ
57
2
2) จุดศูนย์กลางคือ 5,2
2 และรัศมีคือ
5
2
3) จุดศูนย์กลางคือ 5, 2
2 และรัศมีคือ
5
2
4) จุดศูนย์กลางคือ 5, 2
2 และรัศมีคือ
57
2
8. จงหาสมการเส้นสัมผัสวงกลม 2 2x y 8x 11 0 เมื่อก้าหนดจุดสัมผัสคือ 3,2 1) x 2y 1 0 2) x 2y 1 0 3) x 2y 1 0 4) x 2y 1 0
9. จากรูปแบบมาตรฐานของสมการวงกลม 22x 3 y 1 5 เปลี่ยนให้อยู่ในรูปแบบทั่วไปของ
สมการวงกลม 2 2x y Ax By C 0 ตรงกับข้อใด
1) 2 2x y 6x 2y 5 0
2) 2 2x y 6x 2y 5 0
3) 2 2x y 6x 2y 5 0
4) 2 2x y 6x 2y 5 0 10. วงกลมวงหนึ่งมีจุดตัดของเส้นตรง 2x y 3 0 และ x y 3 0 เป็นจุดศูนย์กลาง และวงกลมผ่านจุด 3,1 วงกลมนี มีสมการตรงกับข้อใด
1) 22x 2 y 1 25
2) 22x 2 y 1 25
3) 22x 2 y 1 25
4) 22x 2 y 1 25
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 44
ภำคผนวก
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 45
เฉลยแบบฝึกทักษะที่ 1
1. จงหำสมกำรวงกลมเมื่อก ำหนดจุดศูนย์กลำงและรัศมีในแต่ละข้อต่อไปนี้
จุดศูนย์กลำงอยู่ท่ี (0,0) รัศมียำว 9 หน่วย
จากรูปแบบมาตรฐานสมการวงกลม 2 2 2x y r
จะได้ 2 2 29x y
2 2 81x y
1
จุดศูนย์กลำงอยู่ท่ี (0,0) รัศมียำว 3 หน่วย
จากรูปแบบมาตรฐานสมการวงกลม 2 2 2x y r
จะได้ 22 2 3x y
2 2 3x y
2
จุดศูนย์กลำงอยู่ท่ี (0,5) รัศมียำว 4 หน่วย จากรูปแบบมาตรฐานสมการวงกลม
222x h y k r
จะได้ 2220 5 4x y
2 25 16x y
3 จุดศูนย์กลำงอยู่ท่ี (-2,-3) รัศมียำว 3 หน่วย จากรูปแบบมาตรฐานสมการวงกลม
222x h y k r
จะได้ 2 2 22 3 3x y
222 3 9x y
4
จุดศูนย์กลำงอยู่ท่ี (2,3) รัศมียำว 8 หน่วย จากรูปแบบมาตรฐานสมการวงกลม
222x h y k r
จะได้ 2222 3 8x y
222 3 64x y
5 ข้อ 1 ท ำได้ง่ำยมำก เรำมำท ำข้อต่อไป
กันเลยนะคะ
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 46
2. จงหำจุดศูนย์กลำงและควำมยำวรัศมีของวงกลมพร้อมทั้งเขียนกรำฟจำกสมกำรต่อไปนี้
1
22x - 1 + y - 3 = 4
จากโจทย์ 22x - 1 + y - 3 = 4 เปรียบเทียบกับรูปแบบมาตรฐานสมการวงกลม
222x - h + y - k = r จะได้ h=1 , k = 3
และ 2 4r
2r ดังนั นจุดศูนย์กลาง คือ , 1,3C h k C รัศมี 2r
2
22x + 3 + y + 2 = 9
จากโจทย์ 22x + 3 + y + 2 = 9 เปรียบเทียบกับรูปแบบมาตรฐานสมการวงกลม
222x - h + y - k = r จะได้ h= -3 , k = -2
และ 2 9r
3r ดังนั นจุดศูนย์กลาง คือ , 3, 2C h k C รัศมี 3r
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 47
เฉลยแบบฝึกทักษะที่ 2
1. จงหำจุดศูนย์กลำงและรัศมีของวงกลมในแต่ละข้อต่อไปนี้
ข้อ ควำมสัมพันธ์ซึ่งมีกรำฟเป็นวงกลม จุดศูนย์กลำง รัศมี
ตัวอย่ำง 22x, y R R x 8 y 5 9 8,5 3
1 22x, y R R x 4 y 5 9 4, 5 3
2 22x, y R R x 3 y 6 4 3,6 2
3 22x, y R R x 2 y 1 16 2, 1 4
4 22x, y R R x 6 y 9 6,0 3
5 2 2x, y R R x y 7 25 0,7 5
2. จำกจุดศูนย์กลำงและรัศมีของวงกลมในแต่ละข้อต่อไปนี้ จงหำควำมสัมพันธ์ซึ่งมีกรำฟเป็นวงกลม
ข้อ จุดศูนย์กลำง รัศมี ควำมสัมพันธ์ซึ่งมีกรำฟเป็นวงกลม
ตัวอย่ำง (-1,-2) 2 22x, y R R x 1 y 2 4
1 (0,2) 4 2 2x, y R R x y 2 16
2 (-3,0) 3 22x, y R R x 3 y 9
3 (-2,5) 6 22x, y R R x 2 y 5 36
4 (4,6) 9 22x, y R R x 4 y 6 81
5 (-3,-4) 5 22x, y R R x 3 y 4 25
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 48
3. จำกกรำฟจงเขียนควำมสัมพันธ์ในรูปแบบมำตรฐำนของสมกำรวงกลมที่สอดคล้องกับเงื่อนไขต่อไปนี้
22x, y R R x 4 y 3 9
22x, y R R x 6 y 4 16
1
ตัวอย่ำง
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 49
22x, y R R x 4 y 5 16
22x, y R R x 4 y 4 16
3
2
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 50
22x, y R R x 3 y 2 9
2 2x, y R R x y 3 9
5
4
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 51
เฉลยแบบฝึกทักษะที่ 3 1. จงเติมค ำตอบลงในตำรำงต่อไปนี้ให้ถูกต้อง
ข้อ สมกำรวงกลม A B C จุดศูนย์กลำง รัศมี ตัวอย่ำง 2 2x y 6x 6y 2 0 -6 6 2 3, 3 4
1 2 2x y 8x 4y 16 0 -8 4 -16 4, 2 6
2 2 2x y 6x 10y 30 0 6 10 -30 3, 5 8
3 2 2x y 6x 12y 41 0 -6 12 41 3, 6 2
4 2 2x y 8x 4y 11 0 -8 4 11 4, 2 3
5 2 2x y 10x 2y 23 0 10 2 -23 5, 1 7
2. จงหำจุดศูนย์กลำง และควำมยำวรัศมี พร้อมทั้งเขียนกรำฟของสมกำรวงกลม
1 2 2 - 4 8 16 0x y x y
จาก
A 4
h 22 2
และ
B 8
k 42 2
จะได้จุดศูนย์กลาง C h,k 2, 4
เนื่องจาก 2 21r A B 4C
2
จะได้ 2 21r 4 8 4(16)
2
1
r 16 64 642
1
r 162
r 2
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 52
2 2 22 2 8 4 - 8 0x y x y
จาก 2 22 2 8 4 - 8 0x y x y น้า 2 หารตลอดสมการ
จะได้ 2 2 4 2 - 4 0x y x y
เนื่องจาก
A 4
h 22 2
และ
B 2
k 12 2
ดังนั นจุดศูนย์กลาง C h,k 2, 1
เนื่องจาก 2 21r A B 4C
2
จะได้ 2 21r 4 2 4( 4)
2
1
r 16 4 162
1
r 362
r 3
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 53
3 2 23 3 - 6 - 24 24 0x y x y
จาก 2 23 3 - 6 - 24 24 0x y x y น้า 3 หารตลอดสมการ
จะได้ 2 2 2 8 8 0x y x y
เนื่องจาก
A 2
h 12 2
และ
B 8
k 42 2
ดังนั นจุดศูนย์กลาง C h,k 1,4
เนื่องจาก 2 21r A B 4C
2
จะได้ 2 21r 2 8 4(8)
2
1
r 4 64 322
1
r 362
r 3
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 54
4 2 2 10 10 46 0x y x y
เนื่องจาก
A 10
h 52 2
และ
B 10
k 52 2
ดังนั นจุดศูนย์กลาง C h,k 5, 5
เนื่องจาก 2 21r A B 4C
2
จะได้ 2 21r 10 10 4(46)
2
1
r 100 100 1842
1
r 162
r 2
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 55
5 2 23 3 12 18 - 9 0x y x y
จาก 2 23 3 12 18 - 9 0x y x y น้า 3 หารตลอดสมการ
จะได้ 2 2 4 6 3 0x y x y
เนื่องจาก
A 4
h 22 2
และ
B 6
k 32 2
ดังนั นจุดศูนย์กลาง C h,k 2, 3
เนื่องจาก 2 21r A B 4C
2
จะได้ 2 21r 4 6 4( 3)
2
1
r 16 36 122
1
r 642
r 4
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 56
เฉลยแบบฝึกทักษะที่ 4
1. จงแสดงวิธีท ำและหำค ำตอบในแต่ละข้อต่อไปนี้ 1. จงหารูปแบบทั่วไปของสมการวงกลมที่มีจุดศูนย์กลางที่จุด (4,-2) และมีแกน X เป็นแกนสัมผัส วิธีท ำ เราสามารถวาดรูปประกอบการหาค้าตอบได้ดังนี
จาก 222x h y k r
จากโจทย์จะได้ 222x 4 y 2 2
2 2x 8x 16 y 4y 4 4
2 2x y 8x 4y 20 4
2 2x y 8x 4y 20 4 0
2 2x y 8x 4y 16 0 ดังนั น รูปแบบทั่วไปของสมการวงกลมที่มีจุดศูนย์กลางที่จุด (4,-2) และมีแกน X
เป็นแกนสัมผัส คือ 2 2x y 8x 4y 16 0
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 57
2. จงหาสมการและความยาวของรัศมีของวงกลมที่มีจุดศูนย์กลางที่จุดก้าเนิด (0,0) และมีจุด P(3 , 4) อยู่บนเส้นรอบวง วิธีท ำ เราสามารถวาดรูปประกอบการหาค้าตอบได้ดังนี จากโจทย์สามารถหารัศมีของวงกลมได้จากระยะทางระหว่างจุดก้าเนิด (0,0) และจุด P(3 , 4)
เนื่องจาก 2 2
1 2 1 2r x x y y
จะได้ 2 2r 3 0 4 0
r 9 16 r 25
r 5 เนื่องจากสมการวงกลมที่มีจุดศูนย์กลางที่จุดก้าเนิด คือ 2 2 2x y r ดังนั น สมการวงกลมที่มจีุดศูนย์กลางที่จุดก้าเนิด (0,0) และมีจุด P(3 , 4) อยู่บนเส้นรอบวง
คือ 2 2x y 25
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 58
3. จงหาสมการวงกลมที่มีรัศมียาว 3 หน่วย สัมผัสแกน X และ แกน Y โดยจุดศูนย์กลางอยู่ในจตุภาคท่ี 4 วิธีท ำ เราสามารถวาดรูปประกอบการหาค้าตอบได้ดังนี จากรูปวาดเราจะได้ว่าจุดศูนย์กลางอยู่ที่ 3, 3 และรัศมียาว 3 หน่วย เนื่องจากรูปมาตรฐานสมการวงกลมเมื่อจุดศูนย์กลางอยู่ที่ h,k
คือ 222x h y k r
จะได้ 2 22x 3 y 3 3
22x 3 y 3 9 ดังนั น สมการวงกลมที่มีรัศมียาว 3 หน่วย สัมผัสแกน X และ แกน Y โดยจุดศูนย์กลาง
อยู่ในจตุภาคท่ี 4 คือ 22x 3 y 3 9
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 59
4. จงหาสมการวงกลมที่มีจุดศูนย์กลางอยู่ที่ C(4,1) และเส้นรอบวงผ่านจุด P(-1,3) วิธีท ำ เราสามารถวาดรูปประกอบการหาค้าตอบได้ดังนี จากโจทย์สามารถหารัศมีของวงกลมได้จากระยะทางระหว่างจุดก้าเนิด (4,-1) และจุด P(-1,3)
เนื่องจาก 2 2
1 2 1 2r x x y y
จะได้ 2 2r 4 1 1 3
2 2r 3 2
r 9 4
r 13 เนื่องจากรูปมาตรฐานสมการวงกลมเมื่อจุดศูนย์กลางอยู่ที่ h,k
คือ 222x h y k r
จะได้ 222x 4 y 1 13
22x 4 y 1 13 ดังนั น สมการวงกลมที่มีจุดศูนย์กลางอยู่ที่ C(4,1) และเส้นรอบวงผ่านจุด P(-1,3)
คือ 22x 4 y 1 13
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 60
5. จงหาสมการวงกลมเมื่อจุดปลายของเส้นผ่านศูนย์กลางอยู่ที่จุด A (1,2) และ B (7,10) วิธีท ำ เราสามารถวาดรูปประกอบการหาค้าตอบได้ดังนี จากโจทย์สามารถหาจุดศูนย์กลางของวงกลมโดยการหาจุดกึ่งกลางของ A และ B ดังนี
เนื่องจาก 1 2 1 2x x y y
C h,k ,2 2
จะได้
1 7 2 10C h,k ,
2 2
C h,k 4,6 สามารถหารัศมีของวงกลมได้จากระยะทางระหว่างจุดศูนย์กลาง 4,6 และจุดปลาย ของเส้นผ่านศูนย์กลาง 1,2 ดังนี
เนื่องจาก 2 2
1 2 1 2r x x y y
จะได้ 2 2r 4 1 6 2
2 2r 3 4 r 9 16
r 5 เนื่องจากรูปมาตรฐานสมการวงกลมเมื่อจุดศูนย์กลางอยู่ที่ h,k
คือ 222x h y k r
จะได้ 222x 4 y 6 5
22x 4 y 6 25 ดังนั น สมการวงกลมเมื่อจุดปลายของเส้นผ่านศูนย์กลางอยู่ที่จุด A(1,2) และ B(7,10)
คือ 22x 4 y 6 25
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 61
6. จงหาสมการวงกลมที่มีจุดศูนย์กลางที่จุด (1,2) และสัมผัสเส้นตรง 3x + 4y + 4 = 0 วิธีท ำ เราสามารถวาดรูปประกอบการหาค้าตอบได้ดังนี จากโจทย์เราจะหารัศมีของวงกลมได้จากระยะทางระหว่างจุดศูนย์กลางและเส้นสัมผัสวงกลม
ได้ดังนี
1 12 2
Ax By Cr
A B
2 2
3 1 4 2 4r
3 4
3 8 4
r25
15
r5
15
r5
r 3 เนื่องจากรูปมาตรฐานสมการวงกลมเมื่อจุดศูนย์กลางอยู่ที่ h,k
คือ 222x h y k r
จะได้ 222x 1 y 2 3
22x 1 y 2 9 ดังนั น สมการวงกลมที่มีจุดศูนย์กลางที่จุด (1,2) และสัมผัสเส้นตรง 3x + 4y + 4 = 0
คือ 22x 1 y 2 9
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 62
7. จงหาสมการเส้นตรงซึ่งสัมผัสวงกลม 3x2 + 3y2 - 2x - 16y – 52 = 0 ที่จุด (2,-2)
วิธีท ำ เราสามารถวาดรูปประกอบการหาค้าตอบได้ดังนี
จากสมการ 2 23x 3y 2x 16y – 52 0 น้า 3 หารตลอดสมการ
จะได้ 2 2 2x 16yx y – 17 0
3 3
เนื่องจาก
A BC h,k ,
2 2
จะได้
2 163 3C h,k ,
2 2
2 1 16 1C h,k ,
3 2 3 2
1 8
C h,k ,3 3
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 63
หาความชันของรัศมีจากสูตร
2 1
2 1
y ym
x x
82
3m3 2
82
3m1
8 6
m3
14
m3
เพราะฉะนั นความชันของเส้นตรงที่สัมผัสวงกลม คือ 3
14
จากสมการเส้นตรง 1 1y y m x x
จะได้ 3
y 2 x 214
3
y 2 x 214
น้า 14 คูณตลอดสมการ จะได้ 14y 28 3 x 2
14y 28 3x 6
14y 28 3x 6 0
3x 14y 22 0
ดังนั น สมการเส้นตรงซึ่งสัมผัสวงกลม 3x2 + 3y2 - 2x - 16y – 52 = 0 ที่จุด (2,-2) คือ 3x 14y 22 0
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 64
8. จงหาสมการเส้นสัมผัสวงกลม (x - 4)2 + (y - 1)2 = 10 ที่จุด (3,4) วิธีท ำ เราสามารถวาดรูปประกอบการหาค้าตอบได้ดังนี
หาความชันของรัศมีจากสูตร
2 1
2 1
y ym
x x
4 1m
3 4
3m
1
m 3
เพราะฉะนั นความชันของเส้นตรงที่สัมผัสวงกลม คือ 1
3
จากสมการเส้นตรง 1 1y y m x x
จะได้ 1
y 4 x 33
น้า 3 คูณตลอดสมการ จะได้ 3y 12 x 3
x 3y 12 3 0
x 3y 9 0
ดังนั น สมการเส้นสัมผัสวงกลม (x - 4)2 + (y - 1)2 = 10 ที่จุด (3,4) คือ x 3y 9 0
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 65
9. จงหาสมการเส้นตรงซึ่งสัมผัสวงกลม x2 + y2 + 6x + 4y – 19 = 0 ที่จุด P(1,2) วิธีท้า เราสามารถวาดรูปประกอบการหาค้าตอบได้ดังนี
เนื่องจาก
A BC h,k ,
2 2
จะได้
6 4C h,k ,
2 2
C h,k 3, 2
หาความชันของรัศมีจากสูตร
2 1
2 1
y ym
x x
2 2m
1 3
2 2m
1 3
m 1 เพราะฉะนั นความชันของเส้นตรงที่สัมผัสวงกลม คือ 1
จากสมการเส้นตรง 1 1y y m x x
จะได้ y 2 1 x 1
y 2 x 1
y 2 x 1 0
x y 3 0
ดังนั น สมการเส้นตรงซึ่งสัมผัสวงกลม x2 + y2 + 6x + 4y – 19 = 0 ที่จุด P(1,2) คือ x y 3 0
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 66
10. จงหาสมการวงกลมที่มีจุดศูนย์กลางที่ 2, 5 และผ่านจุดตัดของเส้นตรง x y 2 0 และ x y 8 0 วิธีท้า เราสามารถวาดรูปประกอบการหาค้าตอบได้ดังนี หาจุดตัดของเส้นตรงสองเส้น ดังนี x y 2 0 1
x y 8 0 2 น้า 1 2 ; 2x 6 0
2x 6
6
x2
x 3 น้า x 3 แทนใน 1 จะได้ 3 y 2 0
y 3 2 y 5 เพราะฉะนั น จุดตัดของเส้นตรง x y 2 0 และ x y 8 0 คือ 3,5 ระยะทางระหว่าง 2, 5 และ 3,5 คือรัศมีของวงกลม
เนื่องจาก 2 2
1 2 1 2r x x y y
จะได้ 2 2r 2 3 5 5
2 2r 5 10
r 25 100 r 5 5
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 67
เนื่องจากรูปมาตรฐานสมการวงกลมเมื่อจุดศูนย์กลางอยู่ที่ h,k
คือ 222x h y k r
จะได้ 222x 2 y 5 5 5
22x 2 y 5 125 ดังนั น สมการวงกลมที่มีจุดศูนย์กลางที่ 2, 5 และผ่านจุดตัดของเส้นตรง x y 2 0 และ x y 8 0
คือ 22x 2 y 5 125
ภาคตัดกรวย เล่ม 1 วงกลม | 68
บรรณำนุกรม
กมล เอกไทยเจริญ. (2555) . คู่มือคณิตศาสตร์ ม.4 เล่ม 2 (สาระเพ่ิมเติม). กรุงเทพฯ : ไฮเอ็ดพับลิชชิ่ง. กวิยา เนาวประทีป. (2556). เทคนิคการเรียนคณิตศาสตร์ ภาคตัดกรวย. กรุงเทพฯ : ฟิสิกส์เซ็นเตอร์ เจริญ ภูภัทรพงศ์ และศรีลัดด้า ภูภัทรพงศ์. (2555). คู่มือและเทคนิคคิดลัด โจทย์ คณิตศาสตร์ ม.4 เล่ม 2 ค01,ค042 ..กรุงเทพฯ : Science Center. จักรินทร์ วรรณโพธ์ิกล้าง. (2554). คณิตศาสตร์ เพ่ิมเติม ม.4 ภาคเรียนท2 ี่ . กรุงเทพฯ : พ.ศ. พัฒน้า. . (2556). คณิตศาสตร์ เพ่ิมเติม ม.4-6 เล่ม 2. กรุงเทพ : พ.ศ. พัฒนา.