Twierdzenie o stycznej i siecznej - video lekcja

Twierdzenia o stycznej i siecznej i nie tylko

Materiał obejmuje: twierdzenie o stycznej i siecznej, twierdzenie o siecznych oraz twierdzenie o cięciwach (wzory, wskazówki dowodowe i zadania).

Video lekcja

1 Główne twierdzenia

Twierdzenie o stycznej i siecznej
Jeśli z punktu \(P\) leżącego na zewnątrz okręgu poprowadzimy styczną w punkcie \(A\) oraz sieczną przecinającą okrąg w punktach \(B\) i \(C\), to zachodzi zależność:
\[PA^2 = PB \cdot PC\]
gdzie \(PB\) jest odcinkiem zewnętrznym siecznej, a \(PC\) — odcinkiem od punktu \(P\) do dalszego punktu przecięcia.
Twierdzenie o siecznych
Dla dwóch siecznych wychodzących z tego samego punktu \(P\) poza okręgiem i przecinających go odpowiednio w punktach \(A,B\) oraz \(C,D\) zachodzi:
\[PA \cdot PB = PC \cdot PD\]
(iloczyn odcinka zewnętrznego i całej siecznej jest taki sam dla obu siecznych).
Twierdzenie o cięciwach
Jeśli dwie cięciwy \(AB\) i \(CD\) przecinają się wewnątrz okręgu w punkcie \(P\), to:
\[PA \cdot PB = PC \cdot PD\]
(iloczyny odcinków na cięciwach wyznaczonych przez punkt przecięcia są równe).

2 Dowody i wyprowadzenia

Jak autor prowadzi rozumowanie?
  • Twierdzenie o siecznych można uzyskać, traktując twierdzenie o stycznej i siecznej jako punkt wyjścia (w praktyce: sprowadzenie sytuacji do „tego samego iloczynu”).
  • Dowód twierdzenia o cięciwach opiera się na podobieństwie trójkątów (cecha kąt–kąt–kąt): wykorzystuje się równość kątów wpisanych opartych na tym samym łuku oraz kąty wierzchołkowe.

W zadaniach geometrycznych długości są nieujemne — ewentualny ujemny pierwiastek/rozwiązanie równania odrzucamy.

3 Zadania z filmu

Zadanie A Styczna i sieczna
Wyznacz długość odcinka \(x\), wiedząc, że odcinek stycznej ma długość \(12\), a sieczna dzieli się na odcinki o długościach \(9\) i \(x\).
Zadanie B Dwie przecinające się cięciwy
Oblicz \(x\) dla dwóch przecinających się cięciw, jeśli odcinki jednej cięciwy to \(4\) i \(x\), a drugiej \(2\) i \(10\).
Zadanie C Dwie sieczne z punktu \(P\)
Oblicz \(x\) dla dwóch siecznych wychodzących z punktu \(P\). Pierwsza sieczna ma odcinek zewnętrzny \(x\) i wewnętrzny \(10\). Druga sieczna ma odcinek zewnętrzny \(3\), a jej całkowita długość wynosi \(8\).
Zadanie D Sieczna przez środek okręgu
Wyznacz promień okręgu \(x\), wiedząc, że jedna sieczna składa się z odcinków \(3\) i \(4\) (całość \(7\)), a druga przechodzi przez środek okręgu, przy czym odległość od punktu \(P\) do środka wynosi \(6\).
Zadanie 1 Styczna i sieczna — cięciwa \(BC\)
Przez punkt \(P\) poprowadzono styczną do okręgu w punkcie \(A\) i sieczną przecinającą ten okrąg w kolejnych punktach \(B\) i \(C\). Wiedząc, że \(PA=8\) oraz \(PB=4\), oblicz długość cięciwy \(BC\).
Zadanie 2 Cięciwy — wyznacz \(CP\)
W okręgu poprowadzono dwie cięciwy \(AB\) i \(CD\), które przecięły się w punkcie \(P\). Wiedząc, że \(AP=10\), \(BP=4\) oraz \(PD=2{,}5\), oblicz długość odcinka \(CP\).
Zadanie 3 Trójkąt i okrąg — zadanie złożone
Okrąg jest styczny do boków trójkąta w punktach \(E\) i \(D\), a bok \(AC\) przecina w punktach \(P\) i \(Q\). Odległość punktu \(C\) od środka okręgu wynosi \(5\). Wiedząc, że \(PQ=PC=2\sqrt{2}\):
  • a) oblicz promień okręgu,
  • b) oblicz długości odcinków, na jakie punkty \(A\) i \(E\) dzielą bok \(BC\).
Zadanie końcowe Okrąg, styczna i sieczna — oblicz \(DB\)
Środek okręgu o promieniu \(15\) jest jednocześnie środkiem odcinka \(AB\), którego długość wynosi \(50\). Przez punkt \(A\) poprowadzono styczną do okręgu w punkcie \(C\). Odcinek \(CB\) przecina okrąg w punkcie \(D\). Oblicz długość odcinka \(DB\).

4 Wskazówki metodyczne

Na co zwracać uwagę w zadaniach?
  • Wiele z tych twierdzeń znajduje się w tablicach maturalnych, ale warto umieć je uzasadnić i „odtworzyć”.
  • W geometrii kluczowy jest poprawny rysunek pomocniczy (co jest styczną, co jest sieczną, które odcinki są zewnętrzne).
  • Ujemne wyniki długości odcinków odrzucamy.
  • Posiadanie dwóch metod (np. podobieństwo i Pitagoras) pozwala sprawdzić rachunki.

Related Articles

logo 2022 joomla footer