ม.ปลาย · 35 นาที

ภาคตัดกรวย (วงกลม)

ห้องทดลองสมการวงกลม กำหนดวงกลมได้ 5 แบบ พิมพ์ค่า −99 ถึง 99 หรือลากจุดบนกระดานพิกัด ดูสมการมาตรฐานและรูปทั่วไปพร้อมวิธีทำ ทดสอบจุด เส้นสัมผัส เส้นตรงตัดวงกลม ฝึกโจทย์ และบันทึกภาพกราฟไปออกข้อสอบ

ปกด้านในบทภาคตัดกรวย (วงกลม) ครูยืนด้านซ้ายถือวงเวียน ด้านขวาเป็นกรวยใสที่ถูกตัดด้วยระนาบแนวนอนเป็นวงกลม พร้อมดอกไม้และเครื่องเขียน

วงกลมคืออะไรในระนาบพิกัด

วงกลมคือเซตของจุดทุกจุดที่อยู่ห่างจากจุดคงที่ (จุดศูนย์กลาง) เป็นระยะเท่ากัน ระยะนั้นคือรัศมี ถ้าจุดศูนย์กลางคือ (h, k) และรัศมีคือ r จุด (x, y) อยู่บนวงกลมเมื่อระยะจาก (x, y) ถึง (h, k) เท่ากับ r

ตัวอย่าง

ระยะจาก (x, y) ถึง (h, k) คือ (x − h)² + (y − k)² = r ยกกำลังสองทั้งสองข้างได้ (x − h)² + (y − k)² = r²

วงกลมจุดศูนย์กลาง O(h, k) รัศมี r กับจุด P(x, y) บนวงกลม และการใช้สูตรระยะทาง √((x − h)² + (y − k)²) = r ยกกำลังสองได้ (x − h)² + (y − k)² = r²
ทุกจุดบนวงกลมอยู่ห่างจากจุดศูนย์กลางเท่ากับ r จึงได้สมการวงกลมจากสูตรระยะทาง

สมการมาตรฐานของวงกลม

สมการ (x − h)² + (y − k)² = r² บอกจุดศูนย์กลางและรัศมีได้ทันที ในโหมดสำรวจ เลือก "จุดศูนย์กลาง + รัศมี" แล้วเลื่อนหรือพิมพ์ค่า h, k, r ดูวงกลมและสมการเปลี่ยนตาม ลากจุดสีน้ำเงินเพื่อย้ายวงกลม และลากสี่เหลี่ยมสีส้มเพื่อเปลี่ยนรัศมี

ตัวอย่าง

จุดศูนย์กลาง (−7, 6) รัศมี 10 ได้ (x + 7)² + (y − 6)² = 100 สังเกตว่า h = −7 ทำให้เป็น x + 7

สมการมาตรฐาน (x − h)² + (y − k)² = r² พร้อมตัวอย่างจุดศูนย์กลาง (−7, 6) รัศมี 10 ได้ (x + 7)² + (y − 6)² = 100 โดย h = −7, k = 6, r = 10
ระวังเครื่องหมายในวงเล็บ x + 7 = x − (−7) จึงได้ h = −7

สมการรูปทั่วไปและการเติมกำลังสองสมบูรณ์

กระจายสมการมาตรฐานได้ x² + y² + Ax + By + C = 0 โดย A = −2h, B = −2k และ C = h² + k² − r² ในทางกลับกัน ถ้ามีสมการรูปทั่วไป ให้จัดกลุ่ม x กับ y แล้วเติมกำลังสองสมบูรณ์เพื่อหา h, k และ r² ถ้า r² = 0 ได้จุดเพียงจุดเดียว และถ้า r² < 0 ไม่เป็นวงกลม ลองในโหมด "สมการรูปทั่วไป" แล้วเปิดแท็บขั้นตอน

ตัวอย่าง

x² + y² + 6x − 4y − 12 = 0 → (x + 3)² + (y − 2)² = 25 จุดศูนย์กลาง (−3, 2) รัศมี 5

สมการรูปทั่วไป x² + y² + Ax + By + C = 0 กับ A = −2h, B = −2k, C = h² + k² − r² และตัวอย่าง x² + y² + 6x − 4y − 12 = 0 เติมกำลังสองสมบูรณ์ได้ (x + 3)² + (y − 2)² = 25 จุดศูนย์กลาง (−3, 2) รัศมี 5
เติมกำลังสองสมบูรณ์เพื่อหาจุดศูนย์กลางและรัศมี แล้วดูค่า r² ว่าเป็นวงกลม จุดเดียว หรือไม่มีกราฟ

สร้างวงกลมจากเงื่อนไขอื่น

ห้องทดลองนี้สร้างวงกลมได้จากปลายเส้นผ่านศูนย์กลาง (จุดศูนย์กลางคือจุดกึ่งกลาง) จากจุดศูนย์กลางกับจุดบนวงกลม (รัศมีคือระยะระหว่างสองจุด) และจากจุดสามจุดที่ไม่อยู่บนเส้นตรงเดียวกัน ลากจุดบนกระดานแล้วดูวงกลมและสมการปรับตามทันที

ตัวอย่าง

A(−3, −2) และ B(5, 4) เป็นปลายเส้นผ่านศูนย์กลาง จุดศูนย์กลาง (1, 1) AB = 10 จึง r = 5 ได้ (x − 1)² + (y − 1)² = 25

การสร้างวงกลมจากปลายเส้นผ่านศูนย์กลาง จากจุดศูนย์กลางกับจุดบนวงกลม และจากจุดสามจุด พร้อมตัวอย่าง A(−3, −2) และ B(5, 4) ได้จุดศูนย์กลาง (1, 1) AB = 10 รัศมี 5 และสมการ (x − 1)² + (y − 1)² = 25
เมื่อรู้ปลายเส้นผ่านศูนย์กลาง จุดศูนย์กลางคือจุดกึ่งกลางและรัศมีคือครึ่งหนึ่งของ AB

จุด เส้นสัมผัส และเส้นตรง

เปิดจุด P บนกระดานเพื่อดูว่าจุดอยู่ภายใน บน หรือภายนอกวงกลมโดยเทียบระยะจากจุดศูนย์กลางกับรัศมี ถ้า P อยู่บนวงกลม เส้นสัมผัสที่ P ตั้งฉากกับรัศมี ส่วนเส้นตรง ax + by = c จะตัด สัมผัส หรือไม่ตัดวงกลม ดูได้จากระยะจากจุดศูนย์กลางถึงเส้นตรงเทียบกับรัศมี ซึ่งเป็นค่าที่เพิ่มจากเครื่องมือต้นแบบ

ตัวอย่าง

วงกลม x² + y² = 25 ที่จุด (3, 4) เส้นสัมผัสคือ 3x + 4y = 25 ระยะจากจุดกำเนิดถึงเส้นนี้เท่ากับ 5 จึงสัมผัสพอดี

ตำแหน่งจุด P เทียบกับวงกลมจาก OP กับ r เส้นตรงเทียบกับวงกลมจากระยะ d กับ r และตัวอย่างวงกลม x² + y² = 25 ที่ P(3, 4) มีเส้นสัมผัส 3x + 4y = 25 ซึ่ง d = 25/5 = 5 = r
เส้นสัมผัสที่ P ตั้งฉากกับรัศมี OP และอยู่ห่างจากจุดศูนย์กลางเท่ากับรัศมีพอดี

ฝึกโจทย์ ออกข้อสอบ และบันทึกภาพ

โหมดฝึกโจทย์มี 5 ประเภท 3 ระดับ เช่น อ่านกราฟแล้วเติมสมการ หรือหาสมการจากปลายเส้นผ่านศูนย์กลาง ระบบตรวจให้และมีปุ่มวาดวงกลมของนักเรียนบนกราฟ โหมดออกแบบโจทย์เลือกรูปแบบโจทย์ ซ่อนวงกลมเพื่อให้นักเรียนวาดเอง เว้นช่องคำตอบ แล้วกด "ซ่อนเครื่องมือ + บันทึกภาพ PNG" ภาพที่ได้ไม่มีแผงเครื่องมือ

ตัวอย่าง

เลือกรูปแบบ "วาดกราฟจากสมการ" ตั้งวงกลม (x − 2)² + (y + 1)² = 9 แล้วบันทึกภาพ ได้กระดานพิกัดเปล่าพร้อมโจทย์สำหรับใบงาน

ห้องทดลองภาคตัดกรวย: วงกลม

สมการมาตรฐาน · รูปทั่วไป · สร้างวงกลม 5 แบบ · เส้นสัมผัส · ออกข้อสอบ
−14−12−10−8−6−4−22468101214−8−6−4−224680xyC(−3, 2)r = 4(x + 3)² + (y − 2)² = 16x² + y² + 6x − 4y − 3 = 0

ลากจุดสีน้ำเงินเพื่อย้ายวงกลม · ลากสี่เหลี่ยมสีส้มเพื่อเปลี่ยนรัศมี · ลากพื้นหลังเพื่อเลื่อน · ล้อเมาส์เพื่อซูม

ลองคิดด้วยตัวเอง

เช็กความเข้าใจ

วงกลม x² + y² − 6x + 4y − 12 = 0 มีจุดศูนย์กลางและรัศมีตามข้อใด
← กลับไปเลือกบทเรียน