۞ مـنـبـع الـريـاضـيـات ۞
السـعي لإيضاح كـل ماهـو مبهم وغير واضح هدفـنا
الجمعة، 24 أبريل 2015
ما تحتوية الدائرة
الـقوس والزاوية المركزية والمحيطية في الدائرة
القوس والزاوية المركزية والمحيطية في الدائرة
خطة سير درس القوس والزاوية المركزية والمحيطية في الدائرةخطة سير الدرس:١- القوس في الدائرة٢- الزاوية المركزية في الدائرة٣- الزاوية المحيطية في الدائرة٤- قياس القوس في الدائرة٥- طول القوس في الدائرة٦- القوسان المتجاوران في الدائرة الواحدة٧- ملاحظات وقوانين هامة في الزوايا والاقواس للدائرة
كم تساوي مساحة الدائرة ؟
كيف عرفوا المساحة دون أضلاع.
أحضروا دائرة من قطع ورق مقوى وقسموها إلى 8 أجزاء وقاموا لصق الأجزاء على صورة مستطيل بحيث يكون قطاع قوسه أعلى وآخر ملصوق به قوسه لأسفل وعندما قاسوا مساحة المستطيل وجدوا أن الطول يساوي نصف محيط الدائرة والعرض يساوي نصف القطر أي مساحة الدائرة = مساحة المستطيل المصنوع منها.
ومنه نجد أنّ مساحة الدائرة = نصف المحيط × نصف طول القطر (نق).
ولوضع هذا قانون بدلالة نصف القطر (نق)، نستطيع استخدام قانون (محيط الدائرة=ط × القطر).
وبالتعويض في قانون المساحة نجد:
مساحة الدائرة = 1/2(ط × القطر) × نق
نقوم بضرب ال1/2 بما داخل القوسين، فنحصل على
مساحة الدائرة = ط × 1/2القطر × نق
مساحة الدائرة = ط × نق × نق = ط × نق تربيع.
أي ما يقارب 22/7 أو 3.14 × القوة الثانية لطول نصف القطر (نصف القطر × نصف القطر).
مساحة دائرة طول نصف قطرها 10 سم = ط × نق تربيع ≈ 3.14 × 10 × 10 ≈ 314 سم2.
الدائرة هي المنحنى المستوي الذي يضم المساحة القصوى (أكبر مساحة) عندما يكون طول هذا المنحنى معروفا. هذا يربط الدائرة بمعضلة في مجال حساب التغيرات وبالتحديد بمعضلة متباينة المحيط الثابت.
دائرة شعاعها r = 1، ومركزها (a, b) المساوي ل
في النظام الإحداثي الديكارتي، الدائرة ذات المركز الذي إحداثياته هي (a، b) وشعاعها هو r، هي مجموعة النقط (x، y) حيث :
في النظام الإحداثي القطبي، معادلة دائرة هي كما يلي:
المستوى العقدي
في المستوى العقدي، دائرة مركزها هو c ونصف قطرها هو r تمثل بالمعادلة . وقد تكتب هاته المعادلة بالشكل البارامتري التالي : .
المستقيمات المماسة
مستقيم مماس لدائرة ما في نقطة P تنتمي إلى الدائرة هو مستقيم عمودي على قطر الدائرة ويمر من النقطة P. إذا كانت (P = (x1, y1, وكان مركز الدائرة هو (a, b)، وكان شعاعها هو r، فإن المستقيم المماس للدائرة هو مستقيم عمودي على المستقيم المار من النقطتين (a, b) و (x1, y1). ولهذا السبب، تكتب معادلته الديكارتية على شكل
وبتعويض قيمة العددين x و y ب x1 و y1 على التوالي، يُحصل على المعادلة التالية:
مثال على مساحة الدائرة
الإحداثيات الديكارتية
هذه المعادلة تنبثق من مبرهنة فيثاغورس، عندما تطبق على أي نقطة تنتمي إلى الدائرة، كما يبين الشكل يساره. الشعاع هو وتر المثلث و المسافتان x - a و y - b هما طولا الضلعين الآخرين في المثلث قائم الزاوية. إذا كان مركز الدائرة هو مركز المَعلم، فإن هاته المعادلة تصير أكثر بساطة كما يلي :
حيث t وسيط تتغير قيمته بين العددين 0 و 2π. هندسيا، يمثل هذا الوسيط الزاوية التي يكونها الشعاع المار من النقطتين (a,b) و (x,y) مع محور الأفاصيل. المعادلة الوسيطية التالية تمثل أيضا دائرة:
الإحداثيات القطبية
حيث a هي شعاع الدائرة و هي الإحداثية القطبية لنقطة ما من الدائرة و هي الإحداثية القطبية لمركز الدائرة.
أومـحـيط الدائرة
عندما حاول العلماء القدامى، وعلى رأسهم غياث الدين الكاشي، اكتشاف قانون محيط الدائرة أحضروا دائرة مصنوعة من الخيط ثم فكوها وقاسوا الحبل فقالوا أن محيط الدائرة هو طول قطعة الخيط المفكوكة. وعند إعادة نفس العملية على دوائر أخرى، لوحظ أن النسبة بين محيط الدائرة (طول قطعة الخيط المفكوكة) على القطر ثابتة. أي باختصار، قسمة المحيط على قطر الدائرة يساوي نفس الناتج رغم اختلاف الدوائر ومحيطاتها وكانت النسبة تساوي تقريبا 3.141592654. وقد سُميت تلك النسبة طبالعربية و π (باي) باللاتينية وقد وضحوا أنّه عندما يكون قطر دائرة مساوياً ل1، يكون محيطها مساويا ل π. محيط الدائرة يساوي طول القطر x ط (π). هذه النسبة (ط) التي بين المحيط وطول القطر ثابتة لاتتغير.
- مثال على محيط الدائرة
محيط دائرة قطرها 7 سم = ط × طول القطر ≈ 7/22 × 7 ≈ 22 سم.
عندما يكون قطر دائرة مساويا ل1، يكون محيطها مساويا ل π
الخصائص
الوتر
الوتر هو الخط الواصل بين أي نقطتين تقعان على المحيط.
المماس
المستقيم الذي يمس الدائرة في نقطة، ونقطة فقط، من نقطها (أي أنه إذا قطع مستقيم ما دائرة ما في نقطتين مختلفتين، فإن هذا المستقيم ليس بمماس لهذه الدائرة).
مبرهنات
استخدامات الدائرة
تستخدم الدائرة في كل من :
- تمثيل البيانات على الدائرة بحيث تكون الدائرة 100% ويقومون بتقسيم الدائرة إلى قطاعات كبيرة أو صغيرة وكل قطاع يحمل بينة من البيانات المطلوبة.
- استخدامها في صناعة العجلات باعتبارها ليس لها نهاية وأنها أنسب شكل هندسي للعجلة حيث أنها كلها متصلة ببعضها باستقامة مما يجعل مشيها متناسق.
- استخدمه الفراعنة في صناعة خواتم الخطوبة لاعتبار الدائرة رمزا للبقاء وعدم الفناء ويضعونها في بنصرالإنسان لأنهم يقولون أن عرق يوصل للقلب وبه حياة الإنسان.
الاشتراك في:
الرسائل (Atom)