Math Problem Statement

4.Из точки на окружности проведены 2 хорды длиной 6 см. и 10 см. Длина отрезка, соединяющая их середины, составляет 4 см. Найдите радиус окружности

Solution

Для решения задачи будем использовать свойства хорд окружности и геометрические соотношения.

  1. Пусть окружность имеет центр OO и радиус RR.
  2. Обозначим хорды как ABAB и CDCD длинами AB=6смAB = 6 \, \text{см}, CD=10смCD = 10 \, \text{см}.
  3. Пусть MM и NN — середины хорд ABAB и CDCD соответственно. Длина отрезка MN=4смMN = 4 \, \text{см}.

Шаг 1. Систематизация известной информации. Середины хорд MM и NN находятся на линиях, перпендикулярных хордам ABAB и CDCD, которые проходят через центр OO. Эти линии называются серединными перпендикулярами.


Шаг 2. Координатная система. Предположим, что центр окружности OO находится в начале координат. Положение хорд зададим в горизонтальной плоскости. Тогда:

  • Хорда ABAB располагается на расстоянии h1h_1 от центра OO, где h1h_1 — расстояние от центра окружности до хорды.
  • Хорда CDCD находится на расстоянии h2h_2.

Расстояния h1h_1 и h2h_2 удовлетворяют уравнению окружности: R2=h12+(AB2)2,R^2 = h_1^2 + \left(\frac{AB}{2}\right)^2, R2=h22+(CD2)2.R^2 = h_2^2 + \left(\frac{CD}{2}\right)^2.


Шаг 3. Связь между h1h_1, h2h_2, и MNMN. Из условия задачи известно, что расстояние между серединами хорд MM и NN равно 4 см: MN=h1h2=4.MN = |h_1 - h_2| = 4.


Шаг 4. Решение системы уравнений. Подставим значения длин хорд AB=6AB = 6 и CD=10CD = 10: R2=h12+32=h12+9,R^2 = h_1^2 + 3^2 = h_1^2 + 9, R2=h22+52=h22+25.R^2 = h_2^2 + 5^2 = h_2^2 + 25.

Так как h1h2=4|h_1 - h_2| = 4, положим h2=h1+4h_2 = h_1 + 4. Подставим это в уравнение: h12+9=(h1+4)2+25.h_1^2 + 9 = (h_1 + 4)^2 + 25.

Раскроем скобки: h12+9=h12+8h1+16+25.h_1^2 + 9 = h_1^2 + 8h_1 + 16 + 25.

Сократим h12h_1^2 и упростим: 9=8h1+41,9 = 8h_1 + 41, 8h1=32,8h_1 = -32, h1=4.h_1 = -4.

Подставляем h1h_1 в R2R^2: R2=(4)2+9=16+9=25.R^2 = (-4)^2 + 9 = 16 + 9 = 25.

Таким образом, радиус окружности: R=25=5см.R = \sqrt{25} = 5 \, \text{см}.


Ответ: Радиус окружности равен 5см5 \, \text{см}.


Хотите более подробное объяснение?

Вопросы для углубления:

  1. Как вычислить длины перпендикуляров от центра окружности до хорд?
  2. Почему важно использовать разницу h1h2=4|h_1 - h_2| = 4?
  3. Как вывести общее уравнение для радиуса RR окружности?
  4. В каких случаях хорды будут параллельны?
  5. Как проверить правильность вычислений при h1h2h_1 \neq h_2?

Совет: Если в задаче дана длина отрезка между серединами хорд, чаще всего это ключ к выражению радиуса через разницу высот.

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Geometry
Circles
Chord Properties
Coordinate Geometry

Formulas

Equation of a circle: R^2 = h^2 + (l/2)^2
Distance between points: d = |h1 - h2|

Theorems

Perpendicular bisector theorem for chords
Pythagorean theorem

Suitable Grade Level

Grades 9-10