Avval o‘rganing: Nuqta, to‘g‘ri chiziq, burchak
Aylana — geometriyaning eng ko‘p uchraydigan figurasi: u uchburchak, ko‘pburchak, koordinatalar va hatto trigonometriya masalalarida ham paydo bo‘ladi. Aylana masalalarining aksariyati uchta faktga tayanadi: urinma radiusga perpendikulyar, ichki chizilgan burchak yoyning yarmiga teng, kesishuvchi vatarlar bo‘laklari ko‘paytmasi teng. Shularni chizmada ko‘ra bilish murakkab rasmni oddiy to‘g‘ri burchakli uchburchaklarga aylantiradi. Quyida har bir qoidani nima uchun to‘g‘ri ekanini ham tushuntiramiz.
Aylana — tekislikda berilgan nuqtadan (markazdan) bir xil R masofada yotgan barcha nuqtalar to‘plami. Doira — aylana va uning ichidagi nuqtalar. Bu ikki tushunchani farqlang: aylananing uzunligi bor, doiraning esa yuzi.
Asosiy elementlar:
Aylana uzunligi C = 2πR = πd; doira yuzi S = πR²
Yoy uzunligi l = πRα/180°; sektor yuzi S = πR²α/360° = lR/2
Yoy va sektor formulalari mantiqan tushunarli: α gradusli yoy butun aylananing α/360 qismi, shuning uchun uzunlik ham, yuz ham shu ulushda olinadi.
Vatar haqidagi ikki muhim fakt:
Radiusi 5 bo‘lgan aylanada markazdan 3 masofada vatar o‘tkazilgan. Vatar uzunligini toping.
Urinma urinish nuqtasiga o‘tkazilgan radiusga perpendikulyar
Bir nuqtadan o‘tkazilgan ikki urinma kesmalari teng
Birinchi fakt nega to‘g‘ri? Markazdan urinmagacha eng qisqa masofa — perpendikulyar. Urinmaning boshqa barcha nuqtalari aylanadan tashqarida, ya’ni markazdan R dan uzoqda; demak eng yaqin nuqta urinish nuqtasi, va radius aynan perpendikulyar bo‘ladi.
Ikkinchi fakt to‘g‘ri burchakli uchburchaklar tengligidan kelib chiqadi: P nuqtadan A va B ga urinmalar o‘tkazilsa, OPA va OPB uchburchaklarida gipotenuza OP umumiy, katetlar OA = OB = R. Shuning uchun PA = PB, OP esa APB burchakning bissektrisasi.
Bu faktlar uchburchakka ichki chizilgan aylana masalalarida ko‘p ishlatiladi: har bir uchdan chiqqan ikki urinma kesmasi teng bo‘lgani uchun tomonlar shu kesmalar yig‘indisiga ajraladi.
To‘g‘ri chiziq va aylananing o‘zaro joylashuvi markazdan to‘g‘ri chiziqqacha masofa h ga bog‘liq: h < R — ikki nuqtada kesadi, h = R — urinadi, h > R — umumiy nuqtasi yo‘q.
P nuqta markazdan 13 uzoqlikda, R = 5. P dan o‘tkazilgan urinma kesmasining uzunligini toping.
Markaziy burchak — uchi markazda bo‘lgan burchak. Ichki chizilgan burchak — uchi aylanada yotgan, tomonlari esa vatarlar bo‘lgan burchak.
Markaziy burchak u tiralgan yoyga teng; ichki chizilgan burchak yoyning yarmiga teng
Nega yarmi? Agar ichki chizilgan burchakning bir tomoni diametr bo‘lsa, markaz va ikki nuqtadan teng yonli uchburchak hosil bo‘ladi; uning tashqi burchagi (markaziy burchak) ikki teng asosdagi burchak yig‘indisiga teng, ya’ni ichki chizilgan burchakning ikki baravari. Umumiy holat shu holatga keltiriladi.
Natijalar:
Aylana 13 : 14 : 9 nisbatda uch yoyga bo‘lingan, bo‘linish nuqtalari uchburchak hosil qiladi; uning kichik tomoni ⁴√12. Shu aylanaga tashqi chizilgan muntazam uchburchak yuzini toping.
Vatarlar E nuqtada kesishsa: AE · EB = CE · ED
Urinma va kesuvchi: PT² = PA · PB (PA — tashqi qism, PB — butun kesuvchi)
Ikki kesuvchi: PA · PB = PC · PD
Bu formulalar o‘xshash uchburchaklardan kelib chiqadi. Masalan, kesishuvchi vatarlarda AEC va DEB uchburchaklari o‘xshash: bir yoyga tiralgan ichki chizilgan burchaklar teng, vertikal burchaklar ham teng. O‘xshashlikdan AE/DE = CE/EB, ya’ni AE · EB = CE · ED.
AB va CD vatarlar E nuqtada kesishadi: AE = 4, EB = 6, CE = 3. CD ni toping.
Har qanday uchburchakka bitta tashqi va bitta ichki aylana chizish mumkin.
Tashqi aylana: R = abc/(4S) = a/(2 sin A); ichki aylana: r = S/p, p — yarim perimetr
Tashqi urinuvchi (chetki) aylana — uchburchakning bir tomoniga va qolgan ikki tomonining davomiga urinadi. To‘g‘ri burchakli uchburchakda gipotenuzaga urinuvchi chetki aylananing radiusi yarim perimetrga teng.
Aylana Ox va Oy o‘qlariga hamda (6; 0) va (0; 8) nuqtalarni tutashtiruvchi kesmaga urinadi (kesmaning koordinata boshiga qarama-qarshi tomonida). Uning radiusini toping.
Tomonlari 13, 14, 15 bo‘lgan uchburchak uchun R va r ni toping.