İçeriğe geç
AYT Hazırlık
Dersler

49Konu 49 / 49
Analitik Geometri

Çemberin Analitik İncelenmesi

Çemberi uzaklık tanımından denkleme çeviriyor, genel denklemden merkez ve yarıçapı okuyor, bir denklemin ne zaman çember belirttiğini buluyor; doğru ile çemberin durumunu, kesişim noktalarını, teğeti ve kiriş uzunluğunu hesaplıyoruz.

  • 12. sınıf
  • AYT sıklığı
  • 60 dk

LevhaÇemberin Analitik İncelenmesiÇemberin Analitik İncelenmesi

Bir baz istasyonu haritada M(3,2)M(3, 2) noktasında duruyor ve çevresindeki 55 km’lik alanı kapsıyor. Dümdüz bir kara yolu ise 3x+4y=323x + 4y = 32 doğrusu boyunca uzanıyor. Bu yolun kaç kilometresi kapsama alanının içinde kalır? Elinde cetvel de pergel de yok; yalnızca bir merkez, bir yarıçap ve bir doğru denklemi var. Bu sayfa çemberi denklemle yazmayı ve bir doğruyla nerede buluştuğunu hesapla bulmayı öğretiyor.

Isınma

Başlamadan: uzaklık ve tam kare

Puansız. Takıldığın yer olursa ön koşul konuya göz at.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

A(1,2)A(1, 2) ve B(4,6)B(4, 6) noktaları arasındaki uzaklık kaç birimdir?

Açıklama

∣AB∣=(4−1)2+(6−2)2=9+16=5|AB| = \sqrt{(4 - 1)^2 + (6 - 2)^2} = \sqrt{9 + 16} = 5. Çemberin denklemi bu formülün ta kendisidir.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

P(1,1)P(1, 1) noktasının 3x+4y+3=03x + 4y + 3 = 0 doğrusuna uzaklığı kaç birimdir?

Açıklama

d=∣3⋅1+4⋅1+3∣32+42=105=2d = \dfrac{|3 \cdot 1 + 4 \cdot 1 + 3|}{\sqrt{3^2 + 4^2}} = \dfrac{10}{5} = 2. Bu formülün ayrıntısı Doğrunun Analitik İncelenmesi sayfasındadır.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

x2−6x=(x−3)2−kx^2 - 6x = (x - 3)^2 - k eşitliği her xx için doğru olduğuna göre kk kaçtır?

Açıklama

(x−3)2=x2−6x+9(x - 3)^2 = x^2 - 6x + 9 olduğundan x2−6x=(x−3)2−9x^2 - 6x = (x - 3)^2 - 9. Kural: xx‘in katsayısının yarısının karesini ekle ve çıkar.

Temel

Çemberin denklemi: uzaklıktan denkleme

Çember, bir uzaklık koşuludur

Çember, düzlemde sabit bir noktaya (merkez) eşit uzaklıkta bulunan noktaların kümesidir; bu sabit uzaklığa yarıçap denir. Baz istasyonunun kapsama sınırı tam olarak budur: istasyona uzaklığı 55 km olan noktalar.

Analitik düzlemde “uzaklık” bir formüldür. Öyleyse “merkeze uzaklığı rr olan noktalar” cümlesi de bir denkleme dönüşür.

Sahnede M(3,2)M(3, 2) merkezi ve sürükleyebildiğin bir PP noktası var. Gösterge ∣PM∣|PM| uzaklığını yazıyor. PP‘yi gezdir: uzaklık tam 55 olduğunda nokta iz bırakıyor. İzler birleşince çember ortaya çıkıyor; her konumda yatay fark, düşey fark ve yarıçap bir dik üçgen kuruyor.

Çember üzerindeki her P(x,y)P(x, y) noktası için dik kenarlar x−ax - a ve y−by - b, hipotenüs rr'dir.

P(x,y)P(x, y) noktasının M(a,b)M(a, b) merkezine uzaklığı (x−a)2+(y−b)2\sqrt{(x - a)^2 + (y - b)^2}‘dir. Bunu rr‘ye eşitleyip iki tarafın karesini alırsak kökten kurtuluruz.

Örnek

kolay

Merkez ve yarıçaptan denklem

Merkezi M(2,−3)M(2, -3) ve yarıçapı 44 birim olan çemberin denklemini yaz. A(2,1)A(2, 1) noktası bu çemberin üzerinde midir?

Standart denklemde a=2a = 2, b=−3b = -3, r=4r = 4 yaz. y−by - b ifadesi y−(−3)=y+3y - (-3) = y + 3 olur; eksi ile eksi artıya döner.

Sağ tarafa yarıçapın kendisi değil karesi gelir, çünkü uzaklık formülünün karesini aldık: r2=16r^2 = 16.

(x−2)2+(y+3)2=16(x - 2)^2 + (y + 3)^2 = 16

Bir noktanın çember üzerinde olup olmadığını anlamak için koordinatlarını yerine koy: A(2,1)A(2, 1) için (2−2)2+(1+3)2=0+16=16(2 - 2)^2 + (1 + 3)^2 = 0 + 16 = 16. Denklem sağlanıyor.

Sonuç

Denklem (x−2)2+(y+3)2=16(x - 2)^2 + (y + 3)^2 = 16‘dır ve A(2,1)A(2, 1) çemberin üzerindedir.

Sahnedeki üç sürgü aa, bb ve rr değerlerini değiştiriyor; denklem canlı yazılıyor. aa‘yı artır: çember sağa kayarken denklemde (x−a)(x - a) büyüyen bir sayıyı çıkarıyor. Merkezi sol tarafa, örneğin a=−2a = -2‘ye götür: parantez (x+2)(x + 2) oluyor. rr‘yi değiştirince yalnızca sağ taraf, o da karesiyle değişiyor.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

(x−5)2+(y+2)2=49(x - 5)^2 + (y + 2)^2 = 49 çemberinin merkezi ve yarıçapı aşağıdakilerden hangisidir?

Açıklama

x−5=0x - 5 = 0 ve y+2=0y + 2 = 0 için M(5,−2)M(5, -2). r2=49r^2 = 49 olduğundan r=7r = 7.

Yarıçap verilmediğinde

Soru her zaman merkezi ve yarıçapı hazır vermez. Bazen çemberin geçtiği bir nokta, bazen bir çapın uçları verilir. İkisinde de iş aynıdır: merkezi bul, sonra merkezden çember üzerindeki bir noktaya olan uzaklığı hesapla.

Örnek

kolay

Çapının uçları verilen çember

A(−1,2)A(-1, 2) ve B(5,10)B(5, 10) noktaları bir çemberin çapının uçlarıdır. Bu çemberin denklemini yaz.

Merkez çapın orta noktasıdır, çünkü çap merkezden geçer ve merkez iki uca eşit uzaklıktadır:

M(−1+52,2+102)=M(2,6)M\left(\dfrac{-1 + 5}{2}, \dfrac{2 + 10}{2}\right) = M(2, 6)

Yarıçap, merkezin uçlardan birine uzaklığıdır. BB ile hesaplayalım: r=(5−2)2+(10−6)2=9+16=5r = \sqrt{(5 - 2)^2 + (10 - 6)^2} = \sqrt{9 + 16} = 5.

Sağlama için çapın tamamına bak: ∣AB∣=62+82=10|AB| = \sqrt{6^2 + 8^2} = 10, yarısı 55. İki yol aynı yarıçapı veriyor.

Sonuç

(x−2)2+(y−6)2=25(x - 2)^2 + (y - 6)^2 = 25

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

Merkezi M(3,−4)M(3, -4) olan ve orijinden geçen çemberin denklemi aşağıdakilerden hangisidir?

Açıklama

Yarıçap, merkezin orijine uzaklığıdır: r=32+(−4)2=5r = \sqrt{3^2 + (-4)^2} = 5. Denklem (x−3)2+(y+4)2=25(x - 3)^2 + (y + 4)^2 = 25; (0,0)(0, 0) yazınca 9+16=259 + 16 = 25 sağlanır.

Nokta çemberin neresinde?

Bir noktayı denklemde yerine koyduğunda sol taraf, o noktanın merkeze uzaklığının karesini verir. Bu sayıyı r2r^2 ile karşılaştırmak, noktanın içeride mi dışarıda mı olduğunu söyler.

Sahnede düzlem, (x−3)2+(y−2)2−25(x - 3)^2 + (y - 2)^2 - 25 ifadesinin işaretine göre boyanmış: çemberin içi negatif, dışı pozitif, çember tam sıfır. PP noktasını sürükle; göstergede ifadenin değeri değişiyor. Sınırdan geçtiğin anda işaret değişiyor.

Merkeze uzaklık yarıçaptan küçükse nokta içeride, eşitse çemberin üzerinde, büyükse dışarıdadır.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

P(4,3)P(4, 3) noktası (x−1)2+(y+1)2=16(x - 1)^2 + (y + 1)^2 = 16 çemberine göre nerededir?

Açıklama

(4−1)2+(3+1)2=9+16=25(4 - 1)^2 + (3 + 1)^2 = 9 + 16 = 25. 25>1625 > 16 olduğundan nokta dış bölgededir; merkeze uzaklığı 55, yarıçap 44.

Orta

Genel denklem, doğru ile çember ve teğet

Genel denklem

Standart denklemdeki parantezleri açınca denklem başka bir kılığa girer. (x−3)2+(y+2)2=25(x - 3)^2 + (y + 2)^2 = 25 için:

x2−6x+9+y2+4y+4=25⟹x2+y2−6x+4y−12=0x^2 - 6x + 9 + y^2 + 4y + 4 = 25 \quad\Longrightarrow\quad x^2 + y^2 - 6x + 4y - 12 = 0

Bu biçime çemberin genel denklemi denir. Sınavda çember çoğunlukla böyle verilir; merkez ve yarıçap gizlidir, onları geri çıkarmak sana kalır.

Örnek

orta

Tam kareye tamamlayarak merkez ve yarıçap

x2+y2−6x+4y−12=0x^2 + y^2 - 6x + 4y - 12 = 0 çemberinin merkezini ve yarıçapını bul.

Formülü ezberlemek yerine tam kareye tamamla; hata yapma olasılığı daha düşük. Önce xx‘lileri ve yy‘lileri grupla, sabiti karşıya at:

(x2−6x)+(y2+4y)=12(x^2 - 6x) + (y^2 + 4y) = 12

Her gruba, katsayının yarısının karesini ekle: xx için (−62)2=9\left(\dfrac{-6}{2}\right)^2 = 9, yy için (42)2=4\left(\dfrac{4}{2}\right)^2 = 4. Eşitlik bozulmasın diye aynı sayıları sağ tarafa da ekle:

(x2−6x+9)+(y2+4y+4)=12+9+4(x^2 - 6x + 9) + (y^2 + 4y + 4) = 12 + 9 + 4

Sol taraf artık iki tam kare: (x−3)2+(y+2)2=25(x - 3)^2 + (y + 2)^2 = 25. Formülle sağlama: −D2=3-\dfrac{D}{2} = 3, −E2=−2-\dfrac{E}{2} = -2 ve r=1236+16+48=5r = \dfrac{1}{2}\sqrt{36 + 16 + 48} = 5.

Sonuç

Merkez M(3,−2)M(3, -2), yarıçap 55 birimdir.

Her denklem çember mi?

Tam kareye tamamlayınca sağ tarafta r2r^2 kalmalı. Sağ taraf pozitif değilse ortada çember yoktur.

Sahnede x2+y2+Dx+Ey+F=0x^2 + y^2 + Dx + Ey + F = 0 denkleminin DD, EE, FF sürgüleri var. DD ve EE merkezi taşıyor: merkez hep (−D2,−E2)\left(-\frac{D}{2}, -\frac{E}{2}\right) noktasında. FF‘yi büyüt: çember küçülüyor, D2+E2−4F=0D^2 + E^2 - 4F = 0 olduğu anda tek noktaya iniyor, sonra tümüyle kayboluyor.

x2+y2−4x−2y+F=0x^2 + y^2 - 4x - 2y + F = 0: FF büyüdükçe yarıçap 5−F\sqrt{5 - F} küçülür; F=5F = 5 için geriye yalnızca merkez kalır.

Neden A=BA = B? Standart denklemi açınca x2x^2 ve y2y^2 hep aynı katsayıyla (11) çıkar. Katsayılar farklıysa denklem hiçbir çemberin açılımı olamaz.

Örnek

orta

Denklemin çember belirtmesi için parametreler

aa ve cc gerçek sayılar olmak üzere (a−1)x2+3y2−12x+18y+c=0(a - 1)x^2 + 3y^2 - 12x + 18y + c = 0 denklemi bir çember belirtmektedir. cc alabileceği en büyük tam sayı değerini aldığında a+ca + c kaç olur?

Çember olması için x2x^2 ve y2y^2 katsayıları eşit olmalı: a−1=3a - 1 = 3, yani a=4a = 4.

Koşulu uygulamadan önce katsayıları 11 yap; denklemi 33‘e böl: x2+y2−4x+6y+c3=0x^2 + y^2 - 4x + 6y + \dfrac{c}{3} = 0.

Tam kareye tamamla: (x−2)2+(y+3)2=4+9−c3=13−c3(x - 2)^2 + (y + 3)^2 = 4 + 9 - \dfrac{c}{3} = 13 - \dfrac{c}{3}. Sağ taraf r2r^2 olduğundan pozitif olmalı: 13−c3>013 - \dfrac{c}{3} > 0, yani c<39c < 39.

c=39c = 39 için sağ taraf sıfır olur; bu bir çember değil tek noktadır, o yüzden eşitlik alınmaz. En büyük tam sayı c=38c = 38‘dir.

Sonuç

a+c=4+38=42a + c = 4 + 38 = 42

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

x2+y2+4x−2y+k=0x^2 + y^2 + 4x - 2y + k = 0 denklemi bir çember belirttiğine göre kk için aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

Açıklama

D2+E2−4F=16+4−4k>0D^2 + E^2 - 4F = 16 + 4 - 4k > 0 olmalı; buradan k<5k < 5. Tam kareyle: (x+2)2+(y−1)2=5−k(x + 2)^2 + (y - 1)^2 = 5 - k.

Doğru ile çemberin durumu

Bir doğru bir çemberi ya iki noktada keser, ya tek noktada değer (teğet), ya da hiç kesmez. Hangisinin olduğunu tek bir karşılaştırma söyler: merkezin doğruya uzaklığı ile yarıçap.

Sahnede x2+y2=25x^2 + y^2 = 25 çemberi ve 3x+4y=c3x + 4y = c doğrusu var. cc sürgüsü doğruyu kendine paralel kaydırıyor. Göstergede merkezin doğruya uzaklığı d=∣c∣5d = \frac{|c|}{5} ve ortak nokta sayısı yazıyor. dd ile r=5r = 5‘in yer değiştirdiği anı yakala: c=25c = 25 ve c=−25c = -25.

Merkezin doğruya uzaklığı dd, yarıçap rr ile karşılaştırılır.

İki yol aynı sonucu verir. Yalnızca durum soruluyorsa dd ile rr‘yi karşılaştırmak kısadır; kesişim noktalarının kendisi isteniyorsa yerine koymak zorundasın.

Örnek

orta

Kesişim noktalarını bulma

y=x+1y = x + 1 doğrusu ile x2+y2=25x^2 + y^2 = 25 çemberinin ortak noktalarını bul.

Ortak nokta iki denklemi birden sağlar. Doğruda yy zaten yalnız; çember denkleminde yy yerine x+1x + 1 yaz:

x2+(x+1)2=25x^2 + (x + 1)^2 = 25

Aç ve düzenle: 2x2+2x+1=252x^2 + 2x + 1 = 25, yani 2x2+2x−24=02x^2 + 2x - 24 = 0. 22‘ye böl: x2+x−12=0x^2 + x - 12 = 0.

Çarpanlara ayır: (x+4)(x−3)=0(x + 4)(x - 3) = 0. İki farklı kök var, demek ki doğru çemberi iki noktada kesiyor: x=−4x = -4 ve x=3x = 3.

yy değerlerini doğru denkleminden bul (çemberden bulursan işaret karışır): x=3x = 3 için y=4y = 4, x=−4x = -4 için y=−3y = -3. Sağlama: 9+16=259 + 16 = 25 ve 16+9=2516 + 9 = 25.

Sonuç

Ortak noktalar (3,4)(3, 4) ve (−4,−3)(-4, -3)‘tür.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

3x+y=103x + y = 10 doğrusu ile x2+y2=10x^2 + y^2 = 10 çemberinin durumu aşağıdakilerden hangisidir?

Açıklama

Merkez (0,0)(0, 0), r=10r = \sqrt{10}. d=∣0+0−10∣9+1=1010=10d = \dfrac{|0 + 0 - 10|}{\sqrt{9 + 1}} = \dfrac{10}{\sqrt{10}} = \sqrt{10}. d=rd = r olduğundan doğru teğettir; değme noktası (3,1)(3, 1)‘dir.

Örnek

orta

Parametreye göre üç durum

x+y=kx + y = k doğrusunun (x−1)2+(y−2)2=8(x - 1)^2 + (y - 2)^2 = 8 çemberini iki farklı noktada kesmesi için kk hangi aralıkta olmalıdır? Doğru hangi kk değerlerinde teğet olur?

Kesişim noktaları sorulmuyor, yalnızca durum soruluyor; bu yüzden dd ile rr‘yi karşılaştırmak en kısa yol. Merkez M(1,2)M(1, 2), yarıçap r=8=22r = \sqrt{8} = 2\sqrt{2}.

Doğruyu x+y−k=0x + y - k = 0 biçiminde yaz ve merkezin uzaklığını hesapla:

d=∣1+2−k∣12+12=∣3−k∣2d = \dfrac{|1 + 2 - k|}{\sqrt{1^2 + 1^2}} = \dfrac{|3 - k|}{\sqrt{2}}

İki noktada kesmesi için d<rd < r: ∣3−k∣2<22\dfrac{|3 - k|}{\sqrt{2}} < 2\sqrt{2}. İki tarafı 2\sqrt{2} ile çarp: ∣3−k∣<4|3 - k| < 4, yani −1<k<7-1 < k < 7.

Teğetlik d=rd = r demektir: ∣3−k∣=4|3 - k| = 4, buradan k=−1k = -1 ya da k=7k = 7. Aralığın uçları teğet durumlarıdır; bu yüzden aralık açıktır.

Sonuç

−1<k<7-1 < k < 7 için iki noktada keser; k=−1k = -1 ve k=7k = 7 için teğettir.

Teğetin denklemi

Çemberde teğet, değme noktasına çizilen yarıçapa diktir (Çemberde Teğet ve Daire). Analitik düzlemde diklik, eğimlerin çarpımının −1-1 olması demektir. Bu tek bilgi teğetin denklemini verir.

Sahnede (x−1)2+(y−2)2=25(x - 1)^2 + (y - 2)^2 = 25 çemberi üzerinde bir TT noktası var; onu çember boyunca sürükle ya da açı sürgüsünü kullan. Yarıçap ile teğet her konumda dik kalıyor; göstergede iki eğim ve çarpımları yazıyor. TT en üste ya da en sağa gelince ne olduğuna bak: biri yatay, öbürü düşey.

Örnek

orta

Değme noktası verilen teğet

(x−1)2+(y−2)2=25(x - 1)^2 + (y - 2)^2 = 25 çemberine T(4,6)T(4, 6) noktasında teğet olan doğrunun denklemini bul.

Önce TT‘nin gerçekten çember üzerinde olduğunu denetle, çünkü yöntem yalnızca o zaman geçerli: (4−1)2+(6−2)2=9+16=25(4 - 1)^2 + (6 - 2)^2 = 9 + 16 = 25. Üzerinde.

Merkez M(1,2)M(1, 2). Yarıçapın eğimi: mMT=6−24−1=43m_{MT} = \dfrac{6 - 2}{4 - 1} = \dfrac{4}{3}.

Teğet yarıçapa dik olduğundan eğimi −34-\dfrac{3}{4}‘tür. T(4,6)T(4, 6) noktasından geçen doğruyu yaz: y−6=−34(x−4)y - 6 = -\dfrac{3}{4}(x - 4).

Paydadan kurtul: 4y−24=−3x+124y - 24 = -3x + 12, yani 3x+4y=363x + 4y = 36. Sağlama: merkezin bu doğruya uzaklığı ∣3+8−36∣5=5=r\dfrac{|3 + 8 - 36|}{5} = 5 = r.

Sonuç

Teğetin denklemi 3x+4y−36=03x + 4y - 36 = 0‘dır.

Yarıçapın eğimi 43\frac{4}{3}, teğetin eğimi −34-\frac{3}{4}: çarpımları −1-1.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

nn pozitif bir gerçek sayı olmak üzere y=2x+ny = 2x + n doğrusu x2+y2=20x^2 + y^2 = 20 çemberine teğettir. nn kaçtır?

Açıklama

Doğru 2x−y+n=02x - y + n = 0, merkez (0,0)(0, 0), r=20=25r = \sqrt{20} = 2\sqrt{5}. Teğetlik: ∣n∣5=25\dfrac{|n|}{\sqrt{5}} = 2\sqrt{5}, buradan ∣n∣=10|n| = 10 ve n>0n > 0 olduğundan n=10n = 10.

İleri

Sınav düzeyi: kirişler, eksenlere teğet çemberler ve en yakın nokta

Kiriş uzunluğu

Doğru çemberi iki noktada kesiyorsa arada bir kiriş oluşur. Kesişim noktalarını tek tek bulmadan kirişin uzunluğunu hesaplayabilirsin: merkezden kirişe inen dikme kirişi ortalar (Çemberde Kiriş ve Açılar), geriye bir dik üçgen kalır.

Kancadaki sahneye döndük: M(3,2)M(3, 2) merkezli, 55 yarıçaplı çember ve onu kesen doğru. dd sürgüsü doğruyu merkezden uzaklaştırıp yaklaştırıyor. Dik üçgenin kenarları dd, yarım kiriş ve rr; göstergede kiriş uzunluğu 225−d22\sqrt{25 - d^2} olarak güncelleniyor. d=0d = 0‘da kiriş çaptır, d=5d = 5‘te tek noktaya iner.

Örnek

zor

Baz istasyonu: yolun kapsama altındaki kısmı

Bir haritada 11 birim 11 km’dir. M(3,2)M(3, 2) noktasındaki baz istasyonu 55 km yarıçaplı dairesel bir alanı kapsıyor. 3x+4y=323x + 4y = 32 doğrusu boyunca uzanan düz yolun kaç kilometresi kapsama alanının içindedir?

Kapsama alanının sınırı (x−3)2+(y−2)2=25(x - 3)^2 + (y - 2)^2 = 25 çemberidir. Yolun içeride kalan kısmı, doğrunun bu çemberden ayırdığı kiriştir.

Önce yolun alana girip girmediğini denetle. Merkezin doğruya uzaklığı:

d=∣3⋅3+4⋅2−32∣32+42=155=3d = \dfrac{|3 \cdot 3 + 4 \cdot 2 - 32|}{\sqrt{3^2 + 4^2}} = \dfrac{15}{5} = 3

3<53 < 5 olduğundan yol çemberi iki noktada keser.

Merkezden yola inen dikme kirişi ortalar. Dik üçgende yarım kiriş 52−32=16=4\sqrt{5^2 - 3^2} = \sqrt{16} = 4 km’dir.

Kirişin tamamı 2⋅4=82 \cdot 4 = 8 km. Sağlama: doğru çemberi (8,2)(8, 2) ve (85,345)\left(\dfrac{8}{5}, \dfrac{34}{5}\right) noktalarında keser; aralarındaki uzaklık (325)2+(245)2=405=8\sqrt{\left(\dfrac{32}{5}\right)^2 + \left(\dfrac{24}{5}\right)^2} = \dfrac{40}{5} = 8.

Sonuç

Yolun 88 km’lik kısmı kapsama alanının içindedir.

33–44–55 dik üçgeni: merkezin yola uzaklığı 33, yarıçap 55, yarım kiriş 44.

Eksenlere teğet çemberler

Bir çember xx-eksenine teğetse merkezinin xx-eksenine uzaklığı yarıçapa eşittir. Merkez M(a,b)M(a, b) için bu uzaklık ∣b∣|b|‘dir. Aynı düşünce yy-ekseni için ∣a∣|a| verir.

Sahnede merkezi (r,r)(r, r) olan, iki eksene de teğet bir çember ve sabit A(1,2)A(1, 2) noktası var. rr sürgüsünü küçükten büyüğe çek: çember köşeden dışarı doğru şişiyor ve AA‘nın üzerinden iki kez geçiyor. Bu iki değeri oku. Sonra bölge düğmesiyle merkezi öbür bölgelere taşı: (−r,r)(-r, r), (−r,−r)(-r, -r), (r,−r)(r, -r).

Örnek

zor

İki eksene teğet, merkezi bir doğru üzerinde

Dik koordinat düzleminde hem xx-eksenine hem yy-eksenine teğet olan ve merkezi x+2y=6x + 2y = 6 doğrusu üzerinde bulunan çemberlerin yarıçapları toplamı kaç birimdir?

İki eksene teğet çemberin merkezi eksenlere eşit uzaklıktadır: ∣a∣=∣b∣=r|a| = |b| = r. Bu, dört bölgenin her biri için ayrı bir merkez biçimi demektir: (r,r)(r, r), (−r,r)(-r, r), (−r,−r)(-r, -r), (r,−r)(r, -r). Soru bölge belirtmediği için hepsini denemelisin.

Birinci bölge, (r,r)(r, r): r+2r=6r + 2r = 6, r=2r = 2. Merkez (2,2)(2, 2).

İkinci bölge, (−r,r)(-r, r): −r+2r=6-r + 2r = 6, r=6r = 6. Merkez (−6,6)(-6, 6).

Üçüncü bölge, (−r,−r)(-r, -r): −3r=6-3r = 6 ve dördüncü bölge, (r,−r)(r, -r): −r=6-r = 6. İkisinde de rr negatif çıkıyor; yarıçap negatif olamaz, bu bölgelerde çember yok.

Sonuç

İki çember vardır; yarıçapları 22 ve 66, toplamları 88 birimdir.

x+2y=6x + 2y = 6 doğrusu birinci ve ikinci bölgede eksenlere eşit uzaklıktaki birer noktadan geçer: (2,2)(2, 2) ve (−6,6)(-6, 6).

Çembere en yakın ve en uzak nokta

Bir PP noktasından çembere en kısa yol merkeze doğru gider. PP dışarıdaysa PMPM doğru parçası çemberi bir noktada keser; en yakın nokta odur ve uzaklık ∣PM∣−r|PM| - r‘dir. En uzak nokta aynı doğrunun öbür ucundadır: ∣PM∣+r|PM| + r.

Aynı fikir doğrular için de geçerli: çemberi kesmeyen bir doğrunun çembere en kısa uzaklığı d−rd - r‘dir.

Örnek

zor

Gölet ile yürüyüş yolu arasındaki en kısa mesafe

Bir parkın planı dik koordinat düzlemine çizilmiştir; planda 11 birim 1010 metredir. Dairesel göletin kıyısı x2+y2−4x−6y−12=0x^2 + y^2 - 4x - 6y - 12 = 0 çemberi, yürüyüş yolu ise 3x+4y=583x + 4y = 58 doğrusudur. Yol ile gölet kıyısı arasındaki en kısa mesafe kaç metredir? Kıyının yola en yakın noktasının koordinatları nedir?

Göleti tanı: tam kareye tamamla. (x−2)2+(y−3)2=12+4+9=25(x - 2)^2 + (y - 3)^2 = 12 + 4 + 9 = 25. Merkez M(2,3)M(2, 3), yarıçap 55 birim.

Merkezin yola uzaklığı: d=∣3⋅2+4⋅3−58∣5=405=8d = \dfrac{|3 \cdot 2 + 4 \cdot 3 - 58|}{5} = \dfrac{40}{5} = 8 birim. 8>58 > 5 olduğundan yol göleti kesmiyor.

En kısa yol, merkezden doğruya inen dikme üzerindedir. Bu dikmenin ilk 55 birimi göletin içinde kalır; kıyı ile yol arasında 8−5=38 - 5 = 3 birim, yani 3030 metre vardır.

En yakın kıyı noktası KK, merkezden yola doğru 55 birim gidince bulunur. Yolun eğimi −34-\dfrac{3}{4} olduğundan dikmenin eğimi 43\dfrac{4}{3}‘tür: 33 birim sağa, 44 birim yukarı gidince tam 55 birim yol alınır. K=(2+3,3+4)=(5,7)K = (2 + 3, 3 + 4) = (5, 7). Sağlama: KK‘nin yola uzaklığı ∣15+28−58∣5=3\dfrac{|15 + 28 - 58|}{5} = 3.

Sonuç

En kısa mesafe 3030 metredir; kıyının yola en yakın noktası K(5,7)K(5, 7)‘dir.

Merkezden yola inen dikme 88 birim; 55 birimi yarıçap, kalan 33 birim en kısa mesafe.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

Orijinden (x−3)2+(y−4)2=9(x - 3)^2 + (y - 4)^2 = 9 çemberine çizilen teğet parçasının uzunluğu kaç birimdir?

Açıklama

∣OM∣=32+42=5|OM| = \sqrt{3^2 + 4^2} = 5, r=3r = 3. Dik üçgende ∣OT∣=52−32=4|OT| = \sqrt{5^2 - 3^2} = 4.

Özet

Bu konudan aklında kalacaklar

  • Standart denklem: (x−a)2+(y−b)2=r2(x - a)^2 + (y - b)^2 = r^2; merkez M(a,b)M(a, b), yarıçap rr. İşaretler ters okunur, sağ taraf r2r^2‘dir.
  • Genel denklem: x2+y2+Dx+Ey+F=0x^2 + y^2 + Dx + Ey + F = 0; merkez (−D2,−E2)\left(-\dfrac{D}{2}, -\dfrac{E}{2}\right), r=12D2+E2−4Fr = \dfrac{1}{2}\sqrt{D^2 + E^2 - 4F}. En güvenli yol tam kareye tamamlamaktır.
  • Çember belirtme: x2x^2 ve y2y^2 katsayıları eşit ve sıfırdan farklı; 11 yapıldıktan sonra D2+E2−4F>0D^2 + E^2 - 4F > 0. Sıfırsa tek nokta, negatifse boş küme.
  • Noktanın konumu: (x0−a)2+(y0−b)2(x_0 - a)^2 + (y_0 - b)^2 sayısı r2r^2‘den küçükse iç, eşitse üzerinde, büyükse dış.
  • Doğru ile çember: merkezin doğruya uzaklığı dd için d<rd < r iki nokta, d=rd = r teğet, d>rd > r ortak nokta yok. Kesişim noktaları yerine koyarak bulunur.
  • Teğet: değme noktasında yarıçapa diktir; yarıçapın eğimi ile teğetin eğiminin çarpımı −1-1‘dir.
  • Kiriş: 2r2−d22\sqrt{r^2 - d^2}. Eksene teğetlik: r=∣b∣r = |b| (xx-ekseni), r=∣a∣r = |a| (yy-ekseni).
  • En yakın / en uzak nokta: dış nokta için ∣PM∣−r|PM| - r ve ∣PM∣+r|PM| + r; kesmeyen doğru için d−rd - r.

Çıkmış Sorular

Sınavda nasıl soruldu?

8 çıkmış soru6 özgün soru

2026 AYTSoru 39

Orta

Eksene teğetlik ve eksenden ayrılan kiriş

Dik koordinat düzleminde bir çember xx-eksenine teğettir ve yy-eksenini 2 noktada kesmektedir. Bu çember 6 birim sola kaydırıldığında yy-eksenini yine aynı noktalarda kesmekte, 5 birim aşağı kaydırıldığında ise merkezi xx-ekseni üzerine gelmektedir.

Buna göre, başlangıçtaki çemberin yy-eksenini kestiği noktalar arasındaki uzaklık kaç birimdir?

İpucu

Kaydırma yalnızca merkezi taşır, yarıçap değişmez. Her bilgiyi merkezin bir koordinatına çevir; sonra yy-ekseninin taşıdığı kirişi Pisagor ile bul.

Çözüm

Merkez M(a,b)M(a, b), yarıçap rr olsun.

1. Aşağı kaydırma. 55 birim aşağı inince merkez (a,b−5)(a, b - 5) olur ve xx-ekseni üzerindedir: b=5b = 5.

2. Teğetlik. Çember xx-eksenine teğet olduğundan r=∣b∣=5r = |b| = 5.

3. Sola kaydırma. 66 birim sola kayınca merkez (a−6,5)(a - 6, 5) olur. İki çember eş ve yy-eksenini aynı noktalarda kesiyor; bu ancak merkezler yy-eksenine göre simetrikse olur: a−6=−aa - 6 = -a, a=3a = 3.

4. Kiriş. Merkezin yy-eksenine uzaklığı 33, yarıçap 55: kiriş 252−32=2⋅4=82\sqrt{5^2 - 3^2} = 2 \cdot 4 = 8.

Sağlama: (x−3)2+(y−5)2=25(x - 3)^2 + (y - 5)^2 = 25 denkleminde x=0x = 0 için (y−5)2=16(y - 5)^2 = 16; y=1y = 1 ve y=9y = 9, fark 88.

Cevap: D

ÖSYM sorusundan uyarlanmıştır: veriler ve seçenekler aynıdır, anlatım bize aittir.

2025 AYTSoru 37

Orta

Doğru ile çemberin durumu

Dik koordinat düzleminde çizilen bir çember hakkında şunlar bilinmektedir:

  • d1:y−4x3−46=0d_1 : y - \dfrac{4x}{3} - 46 = 0 doğrusu ile tek ortak noktası vardır.
  • d2:y−4x3−6=0d_2 : y - \dfrac{4x}{3} - 6 = 0 doğrusu ile iki ortak noktası vardır.
  • d3:y−4x3−1=0d_3 : y - \dfrac{4x}{3} - 1 = 0 doğrusu ile ortak noktası yoktur.

Buna göre, bu çemberin yarıçapı birim türünden aşağıdakilerden hangisi olabilir?

İpucu

Üç doğrunun eğimlerine bak. Çember ilk doğruya teğet olduğuna göre tamamı o doğrunun bir yanındadır; öteki doğruların bu doğruya uzaklıklarını çapla karşılaştır.

Çözüm

1. Doğrular paralel. Üçünün de eğimi 43\dfrac{4}{3}'tür. Paydadan kurtulunca: d1:4x−3y+138=0d_1 : 4x - 3y + 138 = 0, d2:4x−3y+18=0d_2 : 4x - 3y + 18 = 0, d3:4x−3y+3=0d_3 : 4x - 3y + 3 = 0.

2. Aralarındaki uzaklıklar. Paralel doğrular için ∣c1−c2∣a2+b2\dfrac{|c_1 - c_2|}{\sqrt{a^2 + b^2}}:

∣d1d2∣=∣138−18∣5=24∣d1d3∣=∣138−3∣5=27|d_1 d_2| = \dfrac{|138 - 18|}{5} = 24 \qquad |d_1 d_3| = \dfrac{|138 - 3|}{5} = 27

d2d_2 ve d3d_3, d1d_1'in aynı yanındadır; sıra d1d_1, d2d_2, d3d_3 biçimindedir.

3. Çemberi yerleştir. Çember d1d_1'e teğettir; tamamı d1d_1'in bir yanında kalır ve merkezi d1d_1'den rr birim uzaktadır. d2d_2'yi kesebilmesi için d2d_2 ile aynı yanda olmalıdır. O zaman merkezin d2d_2'ye uzaklığı ∣24−r∣|24 - r|, d3d_3'e uzaklığı ∣27−r∣|27 - r| olur.

4. Koşullar. d2d_2 keser: ∣24−r∣<r|24 - r| < r, yani r>12r > 12. d3d_3 kesmez: ∣27−r∣>r|27 - r| > r, yani r<13,5r < 13{,}5.

12<r<13,512 < r < 13{,}5

Seçeneklerden yalnızca 1313 bu aralıktadır.

Kısaca: çember d1d_1'den en çok 2r2r uzağa erişir; 24<2r<2724 < 2r < 27.

Cevap: B

ÖSYM sorusundan uyarlanmıştır: veriler ve seçenekler aynıdır, anlatım bize aittir.

2025 AYTSoru 39

Orta

Genel denklemden merkez bulma

mm ve nn gerçel sayılardır. Dik koordinat düzleminde

x2+y2−2x+6y=nx^2 + y^2 - 2x + 6y = n

çemberi A(4,1)A(4, 1) noktasından geçmektedir. Aynı düzlemdeki y=mxy = mx doğrusu bu çemberi BB ve CC noktalarında kesmektedir.

m(BAC^)=90∘m(\widehat{BAC}) = 90^\circ olduğuna göre m+nm + n toplamı kaçtır?

İpucu

AA, BB ve CC noktalarının üçü de çemberin üzerinde. Çember üzerindeki bir köşeden 90∘90^\circ ile görülen kiriş hangi kiriştir?

Çözüm

1. nn. A(4,1)A(4, 1) çemberin üzerindedir: 16+1−8+6=n16 + 1 - 8 + 6 = n, n=15n = 15.

2. Merkez. Tam kareye tamamla: (x−1)2+(y+3)2=15+1+9=25(x - 1)^2 + (y + 3)^2 = 15 + 1 + 9 = 25. Merkez M(1,−3)M(1, -3), yarıçap 55.

3. Dik açının anlamı. BAC^\widehat{BAC} bir çevre açıdır ve [BC][BC] kirişini görür. Çevre açı 90∘90^\circ ise gördüğü yay 180∘180^\circ'dir; yani [BC][BC] çaptır (Çemberde Kiriş ve Açılar). Çap merkezden geçer: y=mxy = mx doğrusu M(1,−3)M(1, -3) noktasından geçmelidir.

4. mm. −3=m⋅1-3 = m \cdot 1, m=−3m = -3.

m+n=−3+15=12m + n = -3 + 15 = 12

Not: soruda mm harfi hem açı ölçüsü gösteriminde hem doğrunun eğimi olarak geçiyor; kitapçıkta da böyledir, karıştırma.

Cevap: E

ÖSYM sorusundan uyarlanmıştır: veriler ve seçenekler aynıdır, anlatım bize aittir.

2024 AYTSoru 39

Zor

Teğetlik ve iç bölge

Dik koordinat düzleminde bir çember, y=xy = x doğrusuna B(7,7)B(7, 7) noktasında teğettir. A(11,9)A(11, 9) noktası bu çemberin iç bölgesindedir.

Buna göre, bu çemberin yarıçapının birim türünden alabileceği en küçük tam sayı değeri kaçtır?

İpucu

Merkez, değme noktasında teğete dik olan doğrunun üzerindedir. Merkezi tek bir harfle yaz; iç bölgede olmak, merkeze uzaklığın yarıçaptan küçük olması demektir.

Çözüm

1. Merkez nerede? Yarıçap değme noktasında teğete diktir. y=xy = x doğrusunun eğimi 11 olduğundan merkez, B(7,7)B(7, 7)'den geçen ve eğimi −1-1 olan doğrunun üzerindedir: M(7+t,7−t)M(7 + t, 7 - t).

2. Yarıçap. r=∣MB∣=t2+t2=∣t∣2r = |MB| = \sqrt{t^2 + t^2} = |t|\sqrt{2}, yani r2=2t2r^2 = 2t^2.

3. AA iç bölgede. ∣MA∣2<r2|MA|^2 < r^2:

(11−7−t)2+(9−7+t)2<2t2  ⟹  (4−t)2+(2+t)2<2t2(11 - 7 - t)^2 + (9 - 7 + t)^2 < 2t^2 \;\Longrightarrow\; (4 - t)^2 + (2 + t)^2 < 2t^2

Sol taraf 20−4t+2t220 - 4t + 2t^2 olur. Buradan 20−4t<020 - 4t < 0, yani t>5t > 5.

4. Yarıçap. r=t2>52r = t\sqrt{2} > 5\sqrt{2}. 52=505\sqrt{2} = \sqrt{50} sayısı 77 ile 88 arasındadır (49<50<6449 < 50 < 64); bu yüzden yarıçapın en küçük tam sayı değeri 88'dir.

Tuzak: r=52r = 5\sqrt{2} iken AA çemberin üzerindedir, iç bölgesinde değil; eşitlik dahil edilmez. Zaten 525\sqrt{2} tam sayı da değildir.

Cevap: B

ÖSYM sorusundan uyarlanmıştır: veriler ve seçenekler aynıdır, anlatım bize aittir.

2022 AYTSoru 37

Orta

Eksenlere teğet çember

Dik koordinat düzleminin birinci bölgesinde, hem xx-eksenine hem yy-eksenine teğet olan iki farklı çember çizilmiştir. Şekilde görüldüğü gibi bu çemberlerin ikisi de A(1,2)A(1, 2) noktasından geçmektedir.

Buna göre, bu çemberlerin yarıçapları toplamı kaç birimdir?

İpucu

Birinci bölgede iki eksene de teğet olan çemberin merkezi yarıçapı cinsinden nasıl yazılır? Denklemi tek bilinmeyenle kur ve AA noktasını yerine koy.

Çözüm

1. Merkezi yarıçapla yaz. Birinci bölgede iki eksene de teğet olan çemberin merkezi eksenlere rr birim uzaklıktadır: M(r,r)M(r, r). Denklem:

(x−r)2+(y−r)2=r2(x - r)^2 + (y - r)^2 = r^2

2. A(1,2)A(1, 2) çemberin üzerinde.

(1−r)2+(2−r)2=r2  ⟹  1−2r+r2+4−4r+r2=r2  ⟹  r2−6r+5=0(1 - r)^2 + (2 - r)^2 = r^2 \;\Longrightarrow\; 1 - 2r + r^2 + 4 - 4r + r^2 = r^2 \;\Longrightarrow\; r^2 - 6r + 5 = 0

3. Kökler. (r−1)(r−5)=0(r - 1)(r - 5) = 0; yarıçaplar 11 ve 55'tir. Toplam 66.

Kısa yol: iki yarıçap bu denklemin kökleridir; kökler toplamı doğrudan 66'dır.

Sağlama: r=5r = 5 için (1−5)2+(2−5)2=16+9=25(1 - 5)^2 + (2 - 5)^2 = 16 + 9 = 25.

Cevap: B

ÖSYM sorusundan uyarlanmıştır: veriler ve seçenekler aynıdır, anlatım bize aittir.

2021 AYTSoru 39

Orta

Doğru ile çemberin durumu

Dik koordinat düzleminde denklemi

x2−26x+y2+144=0x^2 - 26x + y^2 + 144 = 0

olan çember ile y=mxy = mx doğrusunun iki farklı ortak noktası vardır.

Buna göre, mm sayısının alabileceği bütün değerlerin oluşturduğu aralık aşağıdakilerden hangisidir?

İpucu

Önce tam kareye tamamlayıp merkezi ve yarıçapı bul. İki noktada kesmek, merkezin doğruya uzaklığının yarıçaptan küçük olması demektir.

Çözüm

1. Çemberi tanı. xx'li terimleri tam kareye tamamla:

(x−13)2+y2=169−144=25(x - 13)^2 + y^2 = 169 - 144 = 25

Merkez M(13,0)M(13, 0), yarıçap r=5r = 5.

2. Koşulu kur. Doğru mx−y=0mx - y = 0 biçimindedir. İki farklı noktada kesmesi için d<rd < r olmalı:

∣13m∣m2+1<5\dfrac{|13m|}{\sqrt{m^2 + 1}} < 5

3. Çöz. İki taraf da negatif olmadığından kare alınabilir: 169m2<25m2+25169m^2 < 25m^2 + 25, yani 144m2<25144m^2 < 25 ve m2<25144m^2 < \dfrac{25}{144}.

−512<m<512-\dfrac{5}{12} < m < \dfrac{5}{12}

Sağlama (yerine koyma). y=mxy = mx yazılırsa (1+m2)x2−26x+144=0(1 + m^2)x^2 - 26x + 144 = 0 olur. Δ=676−576(1+m2)>0\Delta = 676 - 576(1 + m^2) > 0 koşulu yine m2<25144m^2 < \dfrac{25}{144} verir.

Geometrik bakış: orijinden çembere çizilen teğetlerde 55–1212–1313 üçgeni oluşur; teğetin eğimi ±512\pm\dfrac{5}{12}'dir.

Cevap: D

ÖSYM sorusundan uyarlanmıştır: veriler ve seçenekler aynıdır, anlatım bize aittir.

2019 AYTSoru 37

Orta

Eksene teğetlik ve eksenden ayrılan kiriş

Dik koordinat düzleminde bir çember, x+y=4x + y = 4 doğrusu tarafından iki eş parçaya ayrılmaktadır. Bu çemberin xx-ekseniyle yalnızca bir, yy-ekseniyle ise iki farklı ortak noktası vardır.

Çemberin yy-ekseni üzerindeki iki noktası arasındaki uzaklık 4 birim olduğuna göre, çemberin çevresi kaç birimdir?

İpucu

Bir çemberi iki eş parçaya ayıran doğru merkezden geçer. Eksenle tek ortak nokta teğetlik, iki ortak nokta kiriş demektir.

Çözüm

Merkez M(a,b)M(a, b), yarıçap rr olsun. Her cümle bir denklem verir.

1. Eş iki parça. Çemberi iki eş parçaya ayıran doğru çaptır, yani merkezden geçer: a+b=4a + b = 4.

2. xx-ekseniyle tek nokta. Çember xx-eksenine teğettir; merkezin eksene uzaklığı yarıçaptır: r=∣b∣r = |b|.

3. yy-ekseninde 44 birimlik kiriş. Merkezin yy-eksenine uzaklığı ∣a∣|a|'dır. Dikme kirişi ortalar; yarım kiriş 22 olduğundan r2=a2+22r^2 = a^2 + 2^2.

4. Çöz. b2=a2+4b^2 = a^2 + 4, yani b2−a2=(b−a)(b+a)=4b^2 - a^2 = (b - a)(b + a) = 4. a+b=4a + b = 4 olduğundan b−a=1b - a = 1. Buradan b=52b = \dfrac{5}{2}, a=32a = \dfrac{3}{2} ve r=52r = \dfrac{5}{2}.

5. Çevre. 2πr=5π2\pi r = 5\pi.

Sağlama: (x−1,5)2+(y−2,5)2=6,25(x - 1{,}5)^2 + (y - 2{,}5)^2 = 6{,}25 çemberinde x=0x = 0 için (y−2,5)2=4(y - 2{,}5)^2 = 4; y=0,5y = 0{,}5 ve y=4,5y = 4{,}5, aradaki uzaklık 44.

Cevap: B

ÖSYM sorusundan uyarlanmıştır: veriler ve seçenekler aynıdır, anlatım bize aittir.

2018 AYTSoru 34

Orta

Çembere en yakın nokta

Dik koordinat düzleminde iki çemberden birinin merkezi (12,0)(12, 0), ötekinin merkezi (0,9)(0, 9) noktasıdır. Bu iki çemberin tek ortak noktası (4,6)(4, 6) noktasıdır.

Buna göre, çemberlerin her birinin orijine en yakın noktası alındığında bu iki nokta arasındaki uzaklık kaç birimdir?

İpucu

Ortak nokta iki çemberin de üzerindedir; yarıçapları buradan bul. Bir çemberin dışındaki noktaya en yakın noktası, o noktayı merkeze birleştiren doğru parçasının üzerindedir.

Çözüm

1. Yarıçaplar. (4,6)(4, 6) iki çemberin de üzerinde olduğundan her merkezin bu noktaya uzaklığı o çemberin yarıçapıdır:

r1=(12−4)2+(0−6)2=64+36=10r2=(0−4)2+(9−6)2=16+9=5r_1 = \sqrt{(12 - 4)^2 + (0 - 6)^2} = \sqrt{64 + 36} = 10 \qquad r_2 = \sqrt{(0 - 4)^2 + (9 - 6)^2} = \sqrt{16 + 9} = 5

2. Orijin nerede? Orijinin merkezlere uzaklıkları 1212 ve 99'dur; 12>1012 > 10 ve 9>59 > 5 olduğundan orijin iki çemberin de dışındadır.

3. En yakın noktalar. Dıştaki bir noktaya en yakın çember noktası, o noktadan merkeze giden doğru parçası üzerindedir. Birinci çemberde bu parça xx-ekseni üzerindedir: merkezden orijine doğru 1010 birim gelince (12−10,0)=(2,0)(12 - 10, 0) = (2, 0). İkinci çemberde yy-ekseni üzerinde: (0,9−5)=(0,4)(0, 9 - 5) = (0, 4).

4. Uzaklık. (2−0)2+(0−4)2=20=25\sqrt{(2 - 0)^2 + (0 - 4)^2} = \sqrt{20} = 2\sqrt{5}.

Tuzak: "iki çember" ifadesi gözünü korkutmasın; soru yalnızca iki noktası arasındaki uzaklık formülünü ve en yakın nokta fikrini kullanıyor.

Cevap: D

ÖSYM sorusundan uyarlanmıştır: veriler ve seçenekler aynıdır, anlatım bize aittir.

Özgün sorular

Özgün soru1

Kolay

Genel denklemden merkez ve yarıçap

Dik koordinat düzleminde denklemi

x2+y2+6x−8y+9=0x^2 + y^2 + 6x - 8y + 9 = 0

olan çemberin merkezi M(a,b)M(a, b), yarıçapı rr birimdir.

Buna göre a+b+ra + b + r toplamı kaçtır?

Çözüm

Tam kareye tamamla: (x2+6x+9)+(y2−8y+16)=−9+9+16(x^2 + 6x + 9) + (y^2 - 8y + 16) = -9 + 9 + 16, yani

(x+3)2+(y−4)2=16(x + 3)^2 + (y - 4)^2 = 16

Merkez M(−3,4)M(-3, 4), yarıçap r=4r = 4. Toplam: −3+4+4=5-3 + 4 + 4 = 5.

Formülle sağlama: −D2=−3-\dfrac{D}{2} = -3, −E2=4-\dfrac{E}{2} = 4, r=1236+64−36=4r = \dfrac{1}{2}\sqrt{36 + 64 - 36} = 4.

Çeldiriciler: işaretler ters okunursa merkez (3,−4)(3, -4) ve toplam 33 çıkar; sabit terim unutulursa r=5r = 5 ve toplam 66; sağ taraftaki 1616 yarıçap sanılırsa toplam 1717 olur.

Cevap: B

Özgün soru2

Orta

Çember belirtme koşulu

mm ve nn gerçel sayılar olmak üzere

(m−3)x2+2y2+8x−4y+n=0(m - 3)x^2 + 2y^2 + 8x - 4y + n = 0

denklemi dik koordinat düzleminde bir çember belirtmektedir.

nn alabileceği en büyük tam sayı değerini aldığında m+nm + n toplamı kaç olur?

İpucu

Çember denkleminde x2x^2 ile y2y^2 katsayıları eşittir. Koşulu uygulamadan önce bu katsayıları 11 yap.

Çözüm

1. Katsayılar eşit. m−3=2m - 3 = 2, m=5m = 5.

2. Katsayıları 11 yap. Denklemi 22'ye böl: x2+y2+4x−2y+n2=0x^2 + y^2 + 4x - 2y + \dfrac{n}{2} = 0.

3. Tam kareye tamamla. (x+2)2+(y−1)2=4+1−n2=5−n2(x + 2)^2 + (y - 1)^2 = 4 + 1 - \dfrac{n}{2} = 5 - \dfrac{n}{2}.

Sağ taraf r2r^2 olduğundan pozitif olmalı: 5−n2>05 - \dfrac{n}{2} > 0, yani n<10n < 10. En büyük tam sayı n=9n = 9.

m+n=5+9=14m + n = 5 + 9 = 14

Çeldiriciler: n=10n = 10 alınırsa (1515) yarıçap sıfır olur; bu çember değil tek noktadır. Denklem 22'ye bölünmeden 64+16−4n>064 + 16 - 4n > 0 yazılırsa n=19n = 19 ve toplam 2424 çıkar.

Cevap: C

Özgün soru3

Orta

Teğet denklemi

Dik koordinat düzleminde (x−2)2+(y+1)2=10(x - 2)^2 + (y + 1)^2 = 10 çemberine T(5,0)T(5, 0) noktasında teğet olan doğru çiziliyor.

Bu doğrunun yy-eksenini kestiği noktanın ordinatı kaçtır?

İpucu

Teğet, değme noktasına çizilen yarıçapa diktir. Önce yarıçapın eğimini bul.

Çözüm

1. Nokta çember üzerinde mi? (5−2)2+(0+1)2=9+1=10(5 - 2)^2 + (0 + 1)^2 = 9 + 1 = 10. Evet.

2. Yarıçapın eğimi. Merkez M(2,−1)M(2, -1): mMT=0−(−1)5−2=13m_{MT} = \dfrac{0 - (-1)}{5 - 2} = \dfrac{1}{3}.

3. Teğetin eğimi. Dik doğruların eğimleri çarpımı −1-1'dir: teğetin eğimi −3-3.

4. Denklem. y−0=−3(x−5)y - 0 = -3(x - 5), yani y=−3x+15y = -3x + 15. x=0x = 0 için y=15y = 15.

Sağlama: merkezin 3x+y−15=03x + y - 15 = 0 doğrusuna uzaklığı ∣6−1−15∣10=10=r\dfrac{|6 - 1 - 15|}{\sqrt{10}} = \sqrt{10} = r.

Çeldiriciler: yarıçapın eğimi teğete verilirse −53-\dfrac{5}{3}, yalnızca işaret değiştirilirse 53\dfrac{5}{3}, yalnızca ters çevrilirse −15-15 bulunur; 55 ise doğrunun xx-eksenini kestiği noktadır.

Cevap: E

Özgün soru4

Orta

Kesişim noktaları ve kiriş

Dik koordinat düzleminde y=x+2y = x + 2 doğrusu, x2+y2=20x^2 + y^2 = 20 çemberini AA ve BB noktalarında kesmektedir.

Buna göre ∣AB∣|AB| kaç birimdir?

İpucu

Kesişim noktalarını bulabilirsin ya da merkezin doğruya uzaklığını hesaplayıp dik üçgen kurabilirsin.

Çözüm

Yol 1: kiriş formülü. Merkez (0,0)(0, 0), r2=20r^2 = 20. Doğru x−y+2=0x - y + 2 = 0; merkezin uzaklığı d=22=2d = \dfrac{2}{\sqrt{2}} = \sqrt{2}.

∣AB∣=2r2−d2=220−2=218=62|AB| = 2\sqrt{r^2 - d^2} = 2\sqrt{20 - 2} = 2\sqrt{18} = 6\sqrt{2}

Yol 2: kesişim noktaları. x2+(x+2)2=20x^2 + (x + 2)^2 = 20, 2x2+4x−16=02x^2 + 4x - 16 = 0, x2+2x−8=0x^2 + 2x - 8 = 0, (x+4)(x−2)=0(x + 4)(x - 2) = 0. Noktalar A(2,4)A(2, 4) ve B(−4,−2)B(-4, -2).

∣AB∣=62+62=62|AB| = \sqrt{6^2 + 6^2} = 6\sqrt{2}

Çeldiriciler: 323\sqrt{2} yarım kiriştir; d=2d = 2 alınırsa (paydadaki 2\sqrt{2} unutulursa) 88; 454\sqrt{5} çaptır.

Cevap: D

Özgün soru5

Zor

Çember kurma ve en kısa uzaklık

Dik koordinat düzleminde merkezi xx-ekseni üzerinde olan bir çember A(1,3)A(1, 3) ve B(8,4)B(8, 4) noktalarından geçmektedir.

Bu çemberin üzerindeki noktaların 4x+3y=604x + 3y = 60 doğrusuna uzaklığı en az kaç birimdir?

İpucu

Merkezi (h,0)(h, 0) al; iki noktaya uzaklıkları eşitle. Çemberi kesmeyen bir doğruya en yakın çember noktası, merkezden doğruya inen dikmenin üzerindedir.

Çözüm

1. Merkez. M(h,0)M(h, 0) olsun. ∣MA∣=∣MB∣|MA| = |MB|:

(h−1)2+9=(h−8)2+16  ⟹  −2h+10=−16h+80  ⟹  h=5(h - 1)^2 + 9 = (h - 8)^2 + 16 \;\Longrightarrow\; -2h + 10 = -16h + 80 \;\Longrightarrow\; h = 5

2. Yarıçap. r2=(5−1)2+32=25r^2 = (5 - 1)^2 + 3^2 = 25, r=5r = 5. Sağlama: (5−8)2+42=25(5 - 8)^2 + 4^2 = 25.

3. Merkezin doğruya uzaklığı. d=∣4⋅5+3⋅0−60∣5=405=8d = \dfrac{|4 \cdot 5 + 3 \cdot 0 - 60|}{5} = \dfrac{40}{5} = 8. 8>58 > 5 olduğundan doğru çemberi kesmez.

4. En kısa uzaklık. Merkezden doğruya inen dikmenin 55 birimi çemberin içindedir: d−r=8−5=3d - r = 8 - 5 = 3.

Çeldiriciler: 88 merkezin uzaklığıdır, çemberin değil; 55 yarıçaptır.

Cevap: B

Özgün soru6

Orta

Eksenlerden ayrılan kirişler

Dikdörtgen biçimindeki bir bahçenin planı dik koordinat düzlemine çizilmiştir; planda 1 birim 1 metredir. Bahçenin bir köşesi orijinde, bu köşede birleşen iki duvarı ise xx-ekseni ve yy-ekseni üzerindedir. F(4,3)F(4, 3) noktasına yerleştirilen bir fıskiye, kendisine en çok 5 metre uzaklıktaki her noktayı ıslatabilmektedir.

Buna göre, fıskiyenin ıslatabildiği duvar parçalarının toplam uzunluğu kaç metredir?

İpucu

Islanan bölgenin sınırı bir çemberdir. Her duvar bu çemberden bir kiriş ayırır; merkezin duvara uzaklığını kullan.

Çözüm

Islanan bölgenin sınırı (x−4)2+(y−3)2=25(x - 4)^2 + (y - 3)^2 = 25 çemberidir.

1. xx-eksenindeki duvar. Merkezin xx-eksenine uzaklığı 33'tür: kiriş 225−9=82\sqrt{25 - 9} = 8 metre. Denklemle: y=0y = 0 için (x−4)2=16(x - 4)^2 = 16, x=0x = 0 ve x=8x = 8.

2. yy-eksenindeki duvar. Merkezin yy-eksenine uzaklığı 44'tür: kiriş 225−16=62\sqrt{25 - 16} = 6 metre. Denklemle: x=0x = 0 için (y−3)2=9(y - 3)^2 = 9, y=0y = 0 ve y=6y = 6.

3. Toplam. İki kiriş de köşeden (orijinden) başlar ve duvarların üzerinde kalır: 8+6=148 + 6 = 14 metre.

Not: ∣OF∣=5|OF| = 5 olduğundan çember tam köşeden geçer; bu yüzden ıslanan parçalar duvarların dışına taşmaz.

Cevap: C